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题名组合式飞行器多体动力学建模与飞行力学特性
被引量：10
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作者
杜万闪
周洲
拜昱
张志林
王科雷
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机构
西北工业大学航空学院
中国兵器工业第
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期2245-2262,共18页
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基金
国防基础加强计划技术领域基金项目(2021-JCJQ-JJ-0790)
陕西省重点研发计划项目(2021ZDLGY09-08)。
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文摘
为精确、完整地描述组合式多体飞行器空间运动位形,基于拟坐标形式的Lagrange方程提出反映相对滚转运动的8自由度组合式三体飞行器动力学建模方法。采用计算流体力学方法建立考虑气动耦合效应的组合式飞行器系统气动力数据库。通过算例将所建模型与ADAMS软件的仿真结果进行对比,验证所建模型的准确性。在此基础上,进行配平方案及飞行力学特性研究,分析比较飞行器在不同配平状态的动力学特性,并基于串级PID控制方法进行增稳控制研究。研究结果表明:所建模型有效反映了组合式飞行器的相对运动;在给定配平方案及飞行工况后,该构型飞行器存在“对称下反”和“对称上反”两个配平状态,在两个状态下的相对滚转运动静稳定性显著不同;除了传统飞行力学模态,该构型飞行器还存在由相对滚转运动主导的4个新生运动模态,按运动特性可分为复合对称运动和复合反对称运动两类;针对在无控状态下该构型飞行器无法长期保持稳定飞行的问题,所提增稳控制方案合理有效,可以快速镇定发散的飞行力学系统;所提建模方法和增稳控制方案可为多体飞行器设计分析提供指导和参考。
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关键词
组合式飞行器
多体动力学
飞行力学特性
拟坐标
增稳控制
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Keywords
combined aircraft
multibody dynamics
flight dynamic characteristics
quasi-coordinate
stability augmentation control
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分类号
V212.1
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名基于自抗扰理论的组合式飞行器翼尖对接控制
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作者
解春雷
胡洪霞
韩卫波
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机构
中国航天科技创新研究院
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出处
《系统仿真学报》
2025年第9期2352-2365,共14页
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文摘
在组合式飞行器翼尖对接过程中,翼尖近距离耦合下存在强非定常涡流气动干扰,严重影响对接的控制精度和飞行安全。针对翼尖涡流干扰下飞行器空中翼尖对接控制难题,深入研究了基于自抗扰控制理论的空中翼尖对接控制技术。建立包含翼尖对接机构和翼尖涡流模型的对接过程三通道姿态和位移数学模型。设计了基于非线性L1方法的制导律和基于动态逆的自抗扰姿态控制器,为了抑制翼尖涡干扰影响,改善对接控制的鲁棒性,采用扩张状态观测器实现对受扰飞行器状态和干扰的观测,并利用非线性状态误差反馈实现对所观测干扰的补偿。通过对比仿真验证了所提出的基于自抗扰的组合式飞行器翼尖对接控制方法的有效性。结果表明,采用所提的方法可实现翼尖涡干扰下的飞行器翼尖快速、稳定对接。
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关键词
组合式飞行器
翼尖对接
翼尖涡流干扰
自抗扰控制
扩张状态观测器
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Keywords
composite aircraft
wingtip docking
wingtip vortex disturbance
active disturbance rejection control
extended state observer
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分类号
TB114.2
[理学]
TP391.9
[一般工业技术]
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