毋萌，王彪，唐超颖，刘春生

(南京航空航天大学 自动化学院，江苏 南京 211106)

0 引言

倾转旋翼飞行器既有直升机的垂直起降功能，又有定翼机的高速巡航飞行能力，融合了两种飞行器的优点，在军民领域的用途非常广泛[1]。倾转旋翼机在扩大飞行包线的同时，也带来了许多新的技术问题。倾转旋翼飞行器在起降时工作在直升机模态，在高速巡航时工作在定翼机模态，两种模态通过发动机短舱倾转实现。在短舱倾转过程中，飞行控制被控对象的结构、参数以及所处环境都有很大的不确定性。如今国内外关于倾转旋翼机飞行控制问题的理论研究算法有PID[2]、滑模变结构控制[3]、粒子群优化[4]、反馈线性化[5]、自适应控制[6]等，仍有问题存在或者待解决，如一些算法的鲁棒性与抗干扰能力不强，在切换控制时容易出现抖振现象，有的对理想化环境较为依赖等。本文以横列式双倾转旋翼飞行器XV-15为原型，开展定翼机模态纵垂向的模型特性分析与控制研究。

1 建模与对象特性分析

倾转旋翼飞行器动力学系统的全量方程虽然准确，但是线性化的飞行运动方程更适合于以成熟的线性系统控制理论来进行飞行控制系统的设计，因此需要将本课题组建立的六自由度非线性模型[7]简化为三自由度模型，并进行线性化近似处理，得到常系数线性微分方程形式的数学模型[8]为：

(1)

其中：

式中状态量X、控制量U、测量输出Y依次为：

X=[uwqθh]T、U=[δcδe]T、Y=[uwqθh]T。

其中：h为地面坐标系下飞行高度；u、w为机体轴的纵垂速度分量；……