刘 重 何玉庆 谷 丰 杨丽英韩建达

(1.西安现代控制技术研究所,陕西西安 710065;2.中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳 110169;3.中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳 110016;4.南开大学 人工智能学院,天津 300350)

1 引言

随着近些年无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)技术的快速发展,旋翼无人机(rotorcraft UAV,RUAV)与固定翼无人机(fixed-wing UAV,FWUAV)以其成本低廉、体积小、无人员伤亡危险等优点,在农业、军事等方面得到了越来越广泛的应用[1].由于飞行器结构特征的不同,RUAV与FWUAV具有低速悬停与快速巡航的不同优势,但是又分别受到了续航时间以及起降环境的限制,影响了其在特定任务场景中的应用.为了弥补这些飞行器典型结构特征所造成的不足,大量具有低速悬停以及快速巡航能力的新型结构UAV 被不断提出[2].飞行器结构可变化的倾转旋翼无人机(tilt rotor UAV,TRUAV)就包含其中,同样得到了大量的关注.

TRUAV装配有可倾转的旋翼组件,其在低速悬停与快速巡航时,旋翼一般处于垂直位置与水平位置,被称为直升机模式与固定翼飞机模式[3].因而,与其他新型结构UAV不同[4],TRUAV飞行状态的改变伴随着飞行器结构的变化,其在飞行模式过渡(直升机模式到固定翼飞机模式过渡或反向过渡)过程中的稳定性控制一直是该领域的研究热点与难点[3].为了处理TRUAV变化的飞行器结构以及较强的非线性特性,文献[5-7]均采用了增益调度控制方法进行多组控制律的平滑[5]或直接[6-7]切换,以实现模式过渡控制,并开展了飞行……