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1、《自动化与仪器仪表》2017年第5期(总第211期)尾流干扰下的飞机纵向航迹仿真12张鑫,杨格(1.商洛学院电子信息与电气工程学院陕西商洛,726000)(2.中国船舶工业系统工程研究院北京,100036)摘要:在飞机空中加油过程中,由于受油机和加油机在对接时有尾流场的干扰,从而使得尾流对飞机受油机纵向航迹的控制产生干扰。首先建立飞机的纵向运动方程,将尾流的影响等效到受油机的纵向模态中,建立受油机在尾流影响下的数学模型,然后将其干扰效果等效到飞机纵向模型的数字仿真中,设计并完善了基于PID的尾流干扰下的俯仰角和高度控制器。通过仿真结果可以知道,实际航迹与理论航迹的曲线几乎重合一致
2、,说明该系统具有良好的跟踪能力和抗干扰能力。关键词:尾流干扰;飞行控制;PID控制;仿真中图分类号:TP273文献标识码:ADOI编码:10．14016/j.cnki．1001-9227．2017．05．037Abstract:Duringtheaerialrefuelingprocessoftheaircraft,duetotankertailflowfieldinterference,thewakesmaketheportraittrackcontroloftheaircraftinterfere.Firstly,theportraitmotionequationofthea
3、ircraftisestablished,andwakeflowinter-ferenceisequivalenttothedigitalsimulationofaircraftportraitmodel.Themathematicalmodeloftheoilreceiverundertheinfluenceofthewakeisestablished,andthentheinterferenceeffectisequivalenttotheportraitmodeloftheaircraft.Inthedigitalsimulation,thepitchangleandhei
4、ghtcontrollerbasedonPIDaredesigned.Thesimulationresultsshowthattheactualtrajectoryisalmostcoincidentwiththetheoreticaltrajectory,whichshowsthatthesystemhasgoodtrackingabilityandanti-jammingabili-ty.Keywords:wakedisturbance;flightcontrol;PIDControl;simulation在飞机空中加油过程中,由于受到加油机尾流场的影0引言响,从而对飞机受油
5、机纵向航迹的控制产生干扰,因此本目前针对飞机空中加油技术的研究是空中加油一个文将对重点对尾流场进行建模和分析,探究如何将其影响新的热点。受油机和加油机在对接时,会受到尾流等因素等效到受油机的纵向模态中,建立受油机在尾流影响下的的干扰。而这些干扰会影响受油机的稳定性和操作性变数学模型,然后设计控制器进行仿真,验证尾流干扰下受得不好。在国内外对于飞机自主空中加油的研究已经迅油机的纵向航迹跟踪效果,这对于研究飞机空中加油技术[1]速发展起来。孙逊、张新国等人针对飞机的每一飞行模具有一定的借鉴意义。态不同的任务需求,采用免疫离子群算法设计了一种多模1飞机的模型建立态控制器,缺点是该方法未
6、考虑尾流、侧风等影响。为了克服受油机飞行控制系统本身复杂性以及加油机干扰气根据某飞机飞行剖面的要求,选择高度2000米,速度[2]流带来的影响,闫放等人利用选择加权矩阵确定H∞鲁45米/秒条件下飞机作定常直线无侧滑飞行为基准状态,棒控制器,再将该鲁棒控制器H∞混和灵敏度法结合应用对模型进行小扰动线性化处理,得到飞机的纵向运动方程于飞机控制系统中,保证了系统的稳定性和良好的鲁棒如下。使用小扰动法线性化处理得到的运动方程对飞机性;空中加油时,加油机的气动力和力矩对受油机的操纵的操纵性、稳定性进行分析,能够简化问题,还能够获得的[3]影响较大,宋双杰等人对受油机的横侧动稳定性及操纵较小
7、的误差和满意的效果。状态空间形式如下:ẋ=Ax+Bu性进行了研究,确定了作用在受油机上由加油机翼端涡流{(1)引起的气动力和力矩的大小并提出一种简化气动模型,并y=Cx+Du将导数形式的力和力矩用于线性运动方程;另外,陈鹏等其中:[4]-0．07090．20770-0．2513人分析了小型无人机在起飞着陆阶段擦地的问题,采用éù双超声波高度表来控制飞机的俯仰角,利用双层回路和经-0．4605-2．772110A=,典控制来实现飞机的纵向航迹控制,效果良好,保证了飞-0．3314
