大型客机迎角保护控制器设计研究

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1、第29卷第5期计算机仿真2012年5月文章编号：1006—9348(2012)05—0081—05大型客机迎角保护控制器设计研究曲小宇(中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院，上海200232)摘要：针对采用硬限制的方法设计的迎角保护控制器存在操纵空行程，难以保证满意的操纵控制效果，提出了一种免痉粒子群算法的迎角保护控制器设计方法。首先根据软保护的原理设计了一种迎角／C·指令前馈一无差控制的迎角保护控制器，系统性能指标选择合适的参考模型．并设定合理的目标B自数，最后引入免疫粒子群优化算法进行了控制器参数的自动寻优。仿真结果表明．基于免疫粒子

2、群算法所设计的迎角保护控制器。能有效地选取最优的控制器参数，使迎角和过载均响应在最大保护迎角和过载限制内．达到了良好的控制效果。关键词：迎角保护；免疫粒子群：民用飞机中图分类号：V249．1文献标识码：BResearchonDesignofLargeCommercialAircraft’SHighAOAProtectionController90Xiao．．yu(ShanghaiAircraftDesignandResearchInstitute，CommercialAircraftCorporationofChina，Ltd．，Shangha

3、i200232，China)ABSTRACT：DuetothehandlenulltraveloccursinAOAprotectioncontrollerbasedOnhardlimitedmethod，itisdifficulttOe璐urethesatisfyingcontrolperformance．AHi出AOAprotectioncontrollerdesignmethodbasedOBIm-mune-PSOalgorithmWB8presentedinthispaper．Firstly．allAOAprotectioncontro

4、llerwithAOA／C·conⅢ'nandfeedforward—zerostaticell'ormethodw∞designedbasedOBsoftprotectionmethod．Thenaccordingtothesystemperformanceindex，appropriatereferencemodelwasselectedandsuitableobjectivefunctionWaSset．Finally，theIm-mune—PSOalgorithmWasintroducedtooptimizethecontrollerp

5、arameters．ThesimulationresultsshowthattheCOIl·trollerbasedonImmune-PSOalgorithmc蛆sesxBbtheoptimalparameterselficiently．ensuretheresponsedAOAandloadfactorintheMaxprotectionAOAandloadfactorconstrain，andacquiregoodcontmlperformances．KEYWORIDS：AOAProtection；Immune—PSO；Civilaircr

6、aft1引言迎角保护功能是当代先进民用飞机广泛采用的一种主动控制技术．例如空客的A320系列⋯．A340，A380系列和波音的B777、B787等．都具有良好的迎角保护功能，这就减轻了驾驶员的工作负担．实现了从起飞到降落全过程驾驶员的“无忧虑”操纵。大大提高了飞机的安全性。在我国大型客机研制过程中采用迎角保护功能技术，符合民航客机发展对安全性、经济性、舒适性和环保性等方面日益迫切的需求。早期的飞机由于飞行包线小．机动性较差．设计时常采用一种硬限制的设计方法．但该方法驾驶杆操纵位移存在空行程。随着现代先进飞机飞行包线的扩大和对飞机性能要求的进一步

7、提高，硬限制的设计方法已不适用。采用软保护基金项目：国家大型客机关键技术攻关项目(C020803)收稿日期：2011—07—22修回日期：2011—08—28的设计思路，即迎角和杆力的关系是单级或多级折线，可以消除空行程的影响，提高操纵品质。在设计迎角保护控制器时，当控制结构确定后，其性能优劣取决于所设计的控制器中参数的取值。针对大量参数的整定．利用某种优化方法，按照合适的寻优策略，自动寻找最优的控制器参数，使系统处于最优状态。免疫粒子群优化算法是一种改进的粒子群算法，该算法不仅具有基本粒子群算法简单易实现，收敛速度快的优点。还克服了其易陷入局

8、部最优点的缺点。因此本文提出了一种针对大迎角的软保护设计方法，并利用参考模型将免疫粒子群算法应用到所设计控制器的参数优化中。结果验证了该设计方案的可行