舰尾流环境中载机纵向QFTTECS控制系统设计

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1、第４４卷第５期航空计算技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．５２０１４年９月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＳｅｐ．２０１４舰尾流环境中载机纵向ＱＦＴ／ＴＥＣＳ控制系统设计柳子栋，詹浩（西北工业大学航空学院，陕西西安７１００７２）摘要：为了消除舰尾流对载机着舰过程产生的影响，同时完成低动压状态下飞行速度与高度的解耦工作，基于定量反馈理论／总能量控制理论（ＱＦＴ／ＴＥＣＳ）设计了纵向着舰控制系统。针对着舰过程中数学模型所具有的不确定因素及舰尾流对下滑航迹的影响，以载机高度变化率为控制对象，使用定量反馈理论结合推力补

2、偿系统进行了内回路鲁棒控制律设计。外回路控制律设计是以总能量控制理论为基础，通过粒子群优化算法对待调控制参数进行寻优，进而实现了对高度、速度等参数的精确控制，完成了载机纵向着舰轨迹与速度的解耦工作。仿真结果表明，该控制律在拥有较强的鲁棒性的基础上具有良好的解耦控制能力，实现了载机着舰段的高度与速度的解耦控制，明显提高了载机对着舰轨迹的跟踪能力，可满足不确定条件下载机的着舰要求。关键词：定量反馈理论；总能量控制理论；着舰；控制；鲁棒性；解耦；扰动中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０５桘

3、００９２桘０５AnEffectiveDesignofLongitudinalControlSystemforCarrier桘basedAircraftsBasedonQFT／TECSinFieldofCarrierAirWakeＬＩＵＺｉ桘ｄｏｎｇ，ＺＨＡＮＨａｏ（Xi′anAeronauticsCmoputingTechniqueResearchInstitute，AVIC，Xi′an７１００６８，China）Abstract：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｅｌｉｍｉｎａｔｅｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｎａｐｐ

4、ｒｏａｃｈｉｎｇａｎｄｌａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｃａｒｒｉｅｒ桘ｂａｓｅｄａｉｒｃｒａｆｔｓａｎｄｒｅｌｉｅｖｅｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙａｎｄａｌｔｉｔｕｄｅｕｎｄｅｒｌｏｗａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ａｌｏｎｇｉｔｕｄｉｎａｌｃａｒｒｉｅｒｌａｎｄｉｎｇｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂａｓｅｄｏｎＱＦＴ桘ＴＥＣＳ．Ｆｏｒｔｈｅｕｎ-ｃｅｒｔａｉｎｆａｃｔｏｒｓｏｆｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｄｕｒｉｎｇｔｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｃ

5、ａｒｒｉｅｒａｉｒｃｒａｆｔｌａｎｄｉｎｇａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｇｌｉｄｅｐａｔｈｂｙｃａｒｒｉｅｒａｉｒｗａｋｅ，ａｎｉｎｎｅｒｌｏｏｐｒｏｂｕｓｔｃｏｎｔｒｏｌｌａｗｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅａｌｔｉ-ｔｕｄｅｒａｔｅ，ｗｈｉｃｈｗａｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｔｈｅｏｒｙｍｅｔｈｏｄａｎｄｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｐｏｗｅｒｃｏｍｐｅｎ-ｓａｔｏｒｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｏｕｇｈｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｗａｒｍｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｗｈｉｃｈｗａ

6、ｓｕｓｅｄｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒｐａｒａｍｅ-ｔｅｒｓ，ｔｈｅａｃｃｕｒａｔｅａｌｔｉｔｕｄｅｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｃｏｕｌｄｂｅｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｔｈｅｏｕｔｅｒｌｏｏｐｃｏｎｔｒｏｌｌａｗ，ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｅｄｔｈｅｔｏｔａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍａｓｔｈｅｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ．Ｔｈｕｓｔｈｅｃｏｕｐｌｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｐｅｅｄａｎｄｔｈｅａｌ-ｔｉｔｕｄｅｃａｎｂｅｒｅｌｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａ

7、ｔｔｈｉｓｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｎｏｔｏｎｌｙｈａｓｓｔｒｏｎｇｒｏｂｕｓｔ-ｎｅｓｓｂｕｔａｌｓｏｈａｓｇｏｏｄｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇｔｈｅａｌｔｉｔｕｄｅａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄ，ａｎｄｓｉｇｎｉｆ-ｉｃａｎｔｌｙｅｎｈａｎｃｉｎｇｔｈｅｔｒａｃｅｔｒａｃｋｉｎｇａｂｉｌｉｔｙｆｏｒｔｈｅｃａｒｒｉｅｒ桘ｂａｓｅｄａｉｒｃｒａｆｔｓｂｙｔｈｉｓｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅ-ｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅｐｒｏｃｅｄｕｒｅｏｆｃａｒｒｉｅｒａｉｒｃ

8、ｒａｆｔａｐｐｒｏａｃｈａｎｄｌａｎｄｉｎｇｃａｎｂｅｓａｔｉｓｆｉｅｄ．Kyewords：ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｆｅｅｄｂａｃｋｔｈｅｏｒｙ；ｔｏｔａｌｅｎｅｒｇｙｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ；ａｉｒｃｒａｆｔｌａｎｄｉｎｇ；ｃｏｎｔｒｏｌ；ｒｏｂｕｓｔｎｅｓｓ；ｄｅｃｏｕｐｌｉｎｇ；ｄ