基于微分几何方法的飞翼无人飞行器解耦飞行控制*
2018-12-21屈高敏李继广
弹箭与制导学报 2018年2期
关键词:系统
屈高敏,李继广
(1 西安航空学院,西安 710077;2 南京航空航天大学,南京 210016)
0 引言
飞翼布局飞机以其良好的气动性能和隐身性能,受到各国的高度关注。许多现代飞机都采用了飞翼布局方式,如美国B-2轰炸机,测试中的美国X-47B、中国的利剑、法国的神经元和欧洲的雷神等。文献[1]指出,有人机/无人机协同作战是可预见未来主要的作战方式之一。无人机舰载机的价值已得到各国的普遍重视,各国正在研制的无人作战飞机几乎都选择了飞翼布局形式。
线性控制理论的一些处理问题的思想为非线性控制理论的发展提供了有益的借鉴。由于直接讨论这些低维子流形比较困难,很多研究者希望把这类问题通过数学方法或数学变换的方式将原问题化为线性问题来研究。这就是非线性系统的线性化思想,在理论上来讲是比较严谨的。
动态逆在无人机[2]、直升机[3]、先进短距起飞/垂直着陆飞机[4]以及大迎角超机动飞机[5]等飞控研究中都得以成功的应用。动态逆方法在求解的过程中计算量很大[6]。在理论上,动态逆方法的时标分离原理也被许多学者所诟病。
自1973年Krener的研究以来[7],学者纷纷关注于在几何可行的条件下,非线性系统的精确线性化问题。近年来,微分几何方法[8]已日益成为非线性系统,尤其是对仿射非线性系统研究中的重要手段之一。
在文献[9]中,基于微分几何理论提出了一种新的非线性动态预测方法。对于强耦合系统的优化问题,文献[10-11]给出了应用微分几何理论的解耦设计方法。……
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