飞行器稳定性控制方法设计.pdf

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1、第34卷第5期计算机仿真2017年5月文章编号：1006—9348(2017)05—0039—05飞行器稳定性控制方法设计陈佳，袁朝辉．褚渊博(西北工业大学自动化学院．陕西西安710129)摘要：飞行器余度舵机中的纷争力问题严重影响飞行器的稳定性．传统的PID控制方法对于动态下的纷争力不能有效地抑制。为了减小纷争力，提高飞行器的稳定性，设计一种小脑模型神经网络控制器。首先以某型副翼控制系统为研究对象，阐述了基本工作原理，建立了电液作动器的动态模型，其次分析了纷争力的形成原因，并确定以纷争力为位移补偿的控制策略，然后设计了小脑模型神经网络控制器并实现了对系统

2、中包括纷争力在内的非线性环节的逼近，最后利用Matlab／Simu．1ink模块进行了仿真。仿真结果表明，相对于传统PID控制方法．小脑模型神经网络控制方法有效地抑制了动、静态下的纷争力．提高了飞行器的稳定性。关键词：余度舵机；纷争力；电液作动器；小脑模型关节控制器中图分类号：V271．4文献标识码：BControlMethodDesignofAircraftStabilityCHENJia，YUANZhao—hui，CHUNYuan—bo(SchoolofAutomation，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’

3、anShanxi710129，China)ABSTRACT：TheconventionalPIDmethodisdifficulttorestrainthefight—forceofredundancyactuator，whichinflu-encesthestabilityofaircraft．Inordertosuppressthefight-forceandimprovethestabilityofaircraft，acerebellarmodelarticulationcontroller(CMAC)isproposed．Firstly，thedy

4、namicmodelofelectrohydraulicactuatorisestab—lishedbasedontheaileroncontrolsystem．Secondly，thefeedforwardcompensationalgorithmisverifiedbasedonfight—forcebyanalyzingtheformationoffight—force．Thenthecerebellarmodelarticulationcontrollerisdesignedandthenonlinearityofsystemisapproache

5、d．Lastly，theproposedstrategyisanalyzedbysimulationunderMatlab／Simu—linkmodule．Theresultsshowthatthecontrolstrategycansuppressthefight—forceeffectively．andimprovethesta—bilityofaircraft．KEYWORDS：Redundancyactuator；Fight-force；Electro-hydraulicservovalve；CMAC1引言为了提高航空航天飞行器中飞行控制系统的可靠

6、性和安全性．主控制面一般采用2个或3个作动筒并联的布局，同时以主动的方式运行时，各通道间会产生交联干扰问题，称为纷争力问题[1。2]。制造安装的差异、长时间工作造成的机械磨损和液压管道长度的不一致性均会导致输出位移的不完全对称。日积月累会造成舵面材料疲劳而减少舵机寿命，甚至会造成飞行事故。因此必须采取有效的措施来平衡各通道之间的作用力，保证纷争力在可接受范围内，减少主控制面的不利因素[3】。近年来，国内外学者针对纷争力问题采取了不同的策略。Su30上采用节流阀来沟通各通道作动器，来减少纷争力H]．但由于节流阀的存在，增加了各通道问的耦合性；波音777中使用

7、力传感器采集纷争力值，并作前馈补偿来减弱纷收稿日期：2016—10—21修回日期：2016—11—18争力哺]，但鲁棒性不强。在文献[6]中，CochoyOlar采用一个主控阀控制两个通道，以确保作动器的同步性，但由于作动器结构不完全一致的必然性，纷争力只减少了30％。为了减少纷争力，可以从静态和动态两种工作状态考虑控制对策。力纷争的静态控制措施是将力的积分前馈补偿到各通道的位移控制信号中[7]．有效地减弱了纷争力，但没有解决动态的纷争力问题。动态模式中，YinZhang[81等提出了PID补偿控制算法，即将纷争力做比例、积分和微分解算后引入到各作动器的位

8、移控制信号中，在一定程度上减少了动态工作状态中的纷争力。然而，液压