伸缩翼飞机变形飞行的建模与滑模变增益控制

摘要

研究了伸缩翼飞机变形飞行过程的动力学建模与鲁棒控制问题,以分析机翼变形对飞机性能的影响机理,并实现机翼变形时的平稳飞行.首先通过气动仿真分析构建了伸缩翼飞机气动参数与机翼变形的关联函数,进而建立了变形飞行的动力学模型.在此基础上提出了一种新的滑模变增益控制(sliding mode gain-scheduled control,SMGSC)策略,更好地保证闭环系统的全局稳定和鲁棒性能.仿真结果表明,机翼伸缩能直接改变飞机的气动特性和运动模态;SMGSC能更好地保持伸缩翼飞机变形飞行时的状态稳定,并消除复合干扰的影响;伸缩翼飞机通过机翼变形可以减少50％的燃油消耗实现同样的飞行任务,具有重要的性能优势.