基于微分流形理论的飞行器控制参数优化

摘要

阵风、结冰等外部扰动会使飞行器的稳定性和操纵性下降,严重时将诱发飞行器失控事故,其原因是飞行状态超出了动力学稳定域,因此研究飞行器的动力学稳定域对于提高飞行安全方面具有重要意义.飞行器的动力学特性呈现非线性和强耦合的特点,且由动力学因素构成的稳定域不是一个规则的几何体,增加了稳定域的计算和量化难度.对此,基于微分流形理论计算飞机纵向运动的稳定域,并提出一种量化稳定域的方法.研究发现通过调整控制律参数可对飞行器非线性稳定域进行控制,进而在保证一级飞行品质的前提下,考虑飞机的稳定域,对控制律参数进行优化,以使飞行器具有更好的稳定性.仿真结果表明,设计的优化控制方法可以同时保证飞行器的操纵性与稳定性要求.