基于神经网络自适应动态逆的结冰飞机飞行安全边界保护方法

摘要

考虑到飞机带冰飞行的安全问题,对结冰飞机进行安全边界保护成为一种有效的解决手段.基于神经网络自适应动态逆跟踪性能好、鲁棒性强的优点,提出了以安全关键飞行参数限制值作为神经网络自适应动态逆的输入,获取可用舵面偏转角的边界保护方法.建立了飞机本体动力学模型,采用高精度的数值模拟方法获得结冰数据库.设计了神经网络自适应动态逆控制律,通过在动态逆环节引入单隐层神经网络,对不确定性逆误差进行自适应补偿,增强了控制系统的鲁棒性.以俯仰姿态保持模式为例设计了结冰飞行闭环安全边界保护系统.以结冰飞机最小平飞速度的估算值作为飞机最低飞行速度,设计自动油门控制系统,实现对飞行速度的保护.通过仿真验证了设计的控制律具有较强的鲁棒性.对结冰严重程度线性增加情形下飞机状态参数的动态响应进行了分析.仿真结果表明,所设计的结冰边界保护系统,能够实现飞机在容冰飞行过程中对安全关键参数如迎角、飞行速度的实时保护.