机翼不对称损伤飞机飞行配平数值方法研究

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1、第31卷第9期计算机仿真2014年9月文章编号：1006—9348(2014)09—0092—06机翼不对称损伤飞机飞行配平数值方法研究程鹏飞1，吴成富1，段晓军1，郭月2(1．西北工业大学无人机特种技术重点实验室，陕西西安710065；2．西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要：飞行配平对飞行控制策略和算法起到至关重要的作用。传统对称完好飞机的飞行配平方法是纵侧向单独进行，分别利用各自的舵偏和推力进行迭代计算。当飞机由于机翼不对称损伤而发生纵横向运动强耦合时，不能保证配平的准确性和收敛性

2、。针对单侧机翼不对称损伤飞机配平问题，首先置零运动方程加速度量得到配平方程，可从数学上提出了解决上述特殊构型飞机飞行配平的多维牛顿迭代方法，并从全局收敛性严格证明和实际情况中给出保证算法收敛的迭代初值选取方法。仿真结果表明，改进飞行配平方法能够有效地给出合适的迭代初值点，并便捷地计算出机翼不对称损伤飞机纵侧向运动强耦合下的全状态配平点集，具有较好的工程应用前景。关键词：飞行配平；单侧机翼不对称损伤；多维牛顿迭代；全局收敛性中图分类号：V212．1文献标识码：BANumericalMethodofFli

3、ghtTrimforWing-damagedAsymmetricAircraftCHENGPeng—feil，WUCheng—ful，DUANXiao—junl，GUOYue2(1．ScienceandTechnologyonUAVLaboratory，NorthwesternPolytechniealUniversity，Xi’anShanxi710065，China；2．SchoolofAutomaticControl，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’

4、anShanxi710072，China)ABSTRACT：Flighttrimplaysacrucialroleinflightcontrolstrategiesandalgorithms．ThetraditionalflighttrimofsymmetricundamagedaircraftisthatthelongitudinaltrimandlateraltrimproceediterativelyutilizingdecoapledCOIl—trulsurfacesandthrustssep

5、arately．Itdoesnotguaranteetheaccuracyandconvergenceoftrimwhenthelongitudinalandlateralmotionmodesarecoupledstronglyduetoasymmetricdamage．Thispaperaimsattheflighttrimproblemofonesidewingdamagedasymmetricaircraft．Trimequationsareobtainedthroughmakingaccel

6、erationstatesbezerosinmotionequations．ThenmultidimensionalNewtoniterativemethodisproposedtosolvetrimproblemofthisparticu-laraircraftconfiguration．Themethodofchoosinginitialpointforensuringconvergenceisgivenbycombiningtheglobalconvergence’sproofandtheact

7、ualsituation．Simulationresultsshowthatthismethodcangiveappropriateini—tialpointsandcalculatetheall—stateflighttrimpointsetofwing-damagedasymmetricaircrafteffectivelyandcon—venientlywithbetterprospectofengineeringapplication．KEYWORDS：Flighttrim；Onesidewi

8、ngdamagedasymmetric；MultidimensionalNewtoniteration；Globalconver—gence1引言容错飞行技术的出现最早可以追溯到1971年由MIT的Niededinski和Beard分别提出的“完整性控制”和“解析余度”代替“硬件余度”概念。Siljak于1980年发表的关于“可靠稳定性”的文章是最早研究容错控制的文章。20世纪90年代，一些学者和研究机构开始关注飞机因战斗损伤、结构失效、恐怖袭击和高速撞