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基于舵面位置反馈的实用非线性控制分配方法

吕永玺 章卫国 史静平 屈晓波 曹宇燕

李航航, 宋笔锋, 高宏建等 . 教练机训练效能计算方法改进[J]. 北京航空航天大学学报, 2006, 32(06): 680-683.
引用本文: 吕永玺, 章卫国, 史静平, 等 . 基于舵面位置反馈的实用非线性控制分配方法[J]. 北京航空航天大学学报, 2016, 42(6): 1176-1184. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0411
Li Hanghang, Song Bifeng, Gao Hongjianet al. Computation method improvement of military training plane effectiveness[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2006, 32(06): 680-683. (in Chinese)
Citation: LYU Yongxi, ZHANG Weiguo, SHI Jingping, et al. Practical nonlinear control allocation method based on feedback of position of surface[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2016, 42(6): 1176-1184. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0411(in Chinese)

基于舵面位置反馈的实用非线性控制分配方法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2015.0411
基金项目: 国家自然科学基金(61374032,61573286);航空科学基金(20140753012)
详细信息
    作者简介:

    吕永玺 男,博士研究生。主要研究方向:气动建模、飞行控制、控制分配等。Tel.:18729542380 E-mail:yongxi_lyu@mail.nwpu.edu.cn;章卫国 男,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:飞行控制、智能控制、非线性控制和容错控制等。Tel.:029-88431387 E-mail:zhangwg@nwpu.edu.cn

    通讯作者:

    章卫国,Tel.:029-88431387 E-mail:zhangwg@nwpu.edu.cn

  • 中图分类号: V249.1;O221

Practical nonlinear control allocation method based on feedback of position of surface

  • 摘要: 针对飞机在自主起降、大迎角飞行时力矩系数与舵面偏角之间的非线性和耦合性问题,以无尾飞翼飞机(TFWA)为对象,提出了一种实用新型的基于舵面位置反馈的非线性控制分配方法。该方法通过舵面位置反馈,在期望三轴力矩系数中除去前一拍舵面偏角产生的非线性三轴力矩系数,从而将非线性控制分配问题转化为线性控制分配问题来求解。证明了该方法具有一致渐近稳定性,且其稳态误差为0,并分析了该方法的可行性。通过与序列线性规划、序列二次规划和遗传算法等非线性控制分配方法进行数字仿真对比,突显了该方法精度高、解算快的特点;同时对该方法进行了基于伪逆法、不动点迭代方法和相邻面搜索方法的数字仿真,说明了其处理非线性控制分配问题的有效性。以TFWA、F18等为对象,在xPC-DSP半物理仿真平台上验证了该方法具有通用性强、实时性好的优点。

     

  • [1] JOHANSEN T A,FOSSEN T I.Control allocation-A survey[J].Automatica,2013,49(5):1087-1103.
    [2] 王鹏,周洲,王睿.基于分段线性的飞翼布局飞机控制分配方法[J].西北工业大学学报,2009,27(3):321-325.WANG P,ZHOU Z,WANG R.A piecewise linear control allocation approach for a flying wing aircraft[J].Journal of Northwestern Polytechnical University,2009,27(3):321-325(in Chinese).
    [3] BOLENDER M A,DOMAN D B.Nonlinear control allocation using piecewise linear functions[J].Journal of Guidance Control and Dynamics,2004,27(6):1017-1027.
    [4] 何光宇,周军,呼卫军.基于遗传算法的多执行机构控制分配策略[J].西北工业大学学报,2010,28(1):23-26.HE G Y,ZHOU J,HU W J.A novel control allocation algorithm based on genetic algorithm and quadratic programming[J].Journal of Northwestern Polytechnical University,2010,28(1):23-26(in Chinese).
    [5] 徐明兴,祝小平,周洲,等.一种考虑交叉耦合效应的飞翼布局飞机控制分配方法[J].西北工业大学学报,2014,32(1):69-74.XU M X,ZHU X P,ZHOU Z,et al.A control allocation method for flying wing aircraft with control effector interactions considered[J].Journal of Northwestern Polytechnical University,2014,32(1):69-74(in Chinese).
    [6] 杨恩泉,高金源,李卫琪.多目标非线性控制分配方法研究[J].航空学报,2008,29(4):995-1001.YANG E Q,GAO J Y,LI W Q.Research on multi-object nonlinear control allocation method[J].Acta Aeronautica et Astronautica Sinica,2008,29(4):995-1001(in Chinese).
    [7] OPPENHEIMER M W,DOMAN D B.A method for including control effector interactions in the control allocation problem[C]//AIAA Guidance,Navigation and Control Conference.Reston:AIAA,2007:1074-1083.
    [8] KISHORE W C A,DASGUPTA S,RAY G,et al.Control allocation for an over-actuated satellite launch vehicle[J].Aerospace Science and Technology,2013,28(1):56-71.
    [9] XIONG L,CHEN Y,JIN C.A nonlinear control allocation algorithm for DYC in distributed-motor drive electric vehicles using S-SQP[C]//26th Chinese Control and Decision Conference (2014 CCDC).Piscataway,NJ:IEEE Press,2014:1530-1537.
    [10] ALBERDING M B,TJONNAS J,JOHANSEN T A.Integration of vehicle yaw stabilisation and rollover prevention through nonlinear hierarchical control allocation[J].Vehicle System Dynamics,2014,52(12):1607-1621.
    [11] CHEN Y,WANG J.Fast and global optimal energy-efficient control allocation with applications to over-actuated electric ground vehicles[J].IEEE Transactions on Control Systems Technology,2012,20(5):1202-1211.
    [12] CHEN Y,WANG J.A global optimization algorithm for energy-efficient control allocation of over-actuated systems[C]//2011 American Control Conference.Piscataway,NJ:IEEE Press,2011:5300-5305.
    [13] TOL H J,DE VISSER C C,VAN KAMPEN E,et al.Nonlinear multivariate spline-based control allocation for high-performance aircraft[J].Journal of Guidance,Control,and Dynamics,2014,37(6): 1840-1862.
    [14] TAN J,ZHOU Z,ZHU X P,et al.Attitude control of flying wing UAV based on active disturbance rejection control and multi-object nonlinear control allocation[C]//Machinery,Materials Science and Engineering Applications 2014.Zurich:Trans Tech Publications,2014:419-422.
    [15] BENETAZZO F,IPPOLITI G,LONGHI S,et al.Dynamic positioning of a marine vessel using DTVSC and robust control allocation[C]//201220th Mediterranean Conference on Control & Automation(MED).Piscataway,NJ: IEEE Press,2012:1211-1216.
    [16] 马建军.过驱动系统控制分配理论及其应用[D].长沙:国防科学技术大学,2009: 71-92.MA J J. Research and application of control allocation theory for overactuated systems[D].Changsha:National University of Defense Technology,2009:71-92(in Chinese).
    [17] STENFELT G,RINGERTZ U.Yaw control of a tailless aircraft configuration[J].Journal of Aircraft,2010,47(5):1807-1811.
    [18] 屈晓波,章卫国,史静平,等.一种低速情况下无尾飞翼飞机航向控制方法[J].西北工业大学学报,2015,33(1):70-75.QU X B,ZHANG W G,SHI J P,et al. A yaw control method for tailles flying wing aircraft under low speed condition[J].Journal of Northwestern Polytechnical University,2015,33(1):70-75(in Chinese).
    [19] 李卫琪,魏晨,陈宗基.受限控制直接分配新算法[J].北京航空航天大学学报,2005,31(11):1177-1180.LI W Q,WEI C,CHEN Z J. New algorithm for constrained control direct allocation[J].Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics,2005,31(11):1177-1180(in Chinese).
    [20] 屈晓波.无尾飞翼飞机多操纵面控制分配技术研究[D].西安:西北工业大学,2015:91-92.QU X B.Tailless flying wing aircraft multi-control surfaces control allocation technology research[D]. Xi'an:Northwestern Polytechnical University,2015:91-92(in Chinese).
  • 期刊类型引用(8)

    1. 陈山,吴丽莎,张凯,程轶红,程亚萍,冯驰. 基于LoRa通信的大规模用电信息采集与传输系统设计. 自动化技术与应用. 2024(10): 153-157 . 百度学术
    2. 肖萍,刘荆欣,王妍,臧洁. 一种视频多模态数据自适应采集策略. 小型微型计算机系统. 2023(02): 383-391 . 百度学术
    3. 刘烈君. 基于模糊自适应算法的无线视频多路径同步传输方法. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2022(01): 35-41 . 百度学术
    4. 孙璇. VR全景视频渲染输出安全性自动评价模型. 自动化技术与应用. 2022(06): 86-90 . 百度学术
    5. 徐积文,张永棠. 实时游戏中网络延迟对体验质量的影响. 中国测试. 2021(03): 150-158 . 百度学术
    6. 张帅,厉向东,卢国英. 基于三维虚拟VR技术的产品设计系统研究. 现代电子技术. 2021(14): 119-123 . 百度学术
    7. 李敏. 基于TCP协议的音频流媒体QoE的定量研究. 电声技术. 2020(05): 72-73 . 百度学术
    8. 赵雪彤. 多媒体网络中差异化视频信息分类传递技术. 计算机仿真. 2020(11): 189-193 . 百度学术

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  • 收稿日期:  2015-06-23
  • 网络出版日期:  2016-06-20

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