【摘 要】
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倾转旋翼飞行器具有三种飞行模式,飞行控制系统会随着飞行模式的变化发生改变,且控制变量较多,这给飞行控制系统设计及参数优化带来较大难度。为实现对倾转旋翼飞行器的稳定控制,本文依照飞行品质规范要求进行控制系统设计,根据时标分离的思路将飞行控制系统分为内外回路单独设计控制律。在飞行控制系统设计时的控制参数多为经验值,利用CONDUIT对其进行多目标参数优化。首先,介绍飞行品质规范ADS-33的基本结构及
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倾转旋翼飞行器具有三种飞行模式,飞行控制系统会随着飞行模式的变化发生改变,且控制变量较多,这给飞行控制系统设计及参数优化带来较大难度。为实现对倾转旋翼飞行器的稳定控制,本文依照飞行品质规范要求进行控制系统设计,根据时标分离的思路将飞行控制系统分为内外回路单独设计控制律。在飞行控制系统设计时的控制参数多为经验值,利用CONDUIT对其进行多目标参数优化。首先,介绍飞行品质规范ADS-33的基本结构及MIL-F-8785C的横航向飞行品质,并对环境感示等级、带宽与相位滞后等主要部分进行论述分析。然后,采用部件法对机身、旋翼等主要气动部件进行气动力和力矩分析,建立飞行器的非线性飞行动力学模型。将模型在直升机悬停模式和固定翼前飞模式进行配平线化,分析系统的开环响应特性,评估设计飞行控制系统的必要性。之后,将倾转旋翼飞行器的飞行控制系统分为内环姿态控制系统和外环轨迹控制两部分。对内环运用二阶参考模型产生俯仰、滚转、偏航三通道的期望姿态响应,使用线性调节器调节其响应过程。将期望姿态响应输入模型动态逆控制系统以产生期望的操纵输入量,模型动态逆误差使用在线神经网络进行补偿。在外环利用PID控制器实现对倾转旋翼飞行器速度和高度控制。最后,对建立的飞行控制律基于飞行品质规范准则,在CONDUIT软件中进行多目标参数优化,对优化前后闭环系统的响应特性进行对比分析。
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