艦載機著艦對控制系統(tǒng)的響應(yīng)能力、魯棒性能等要求很高。已有文獻未考慮著艦控制的離散采樣等問題,而實際上離散采樣對系統(tǒng)的控制性能影響較大。本文對離散線性系統(tǒng)進行了誤差狀態(tài)量的擴張,建立誤差系統(tǒng),并用于離散采樣下的著艦最優(yōu)控制器設(shè)計。仿真結(jié)果顯示,系統(tǒng)在初始高度偏差糾正、艦尾流抑制、抗模型攝動等方面的控制效果很好,并且其穩(wěn)態(tài)精度、動態(tài)特性和魯棒性能都遠(yuǎn)強于PID控制。著艦反區(qū)效應(yīng)和升降舵直接力效應(yīng),會各自讓艦載機動力學(xué)有2個非最小相位零點,最優(yōu)控制方法能消除這2個零點,而PID控制只能消除前一個零點。

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【部分圖文】：

圖1基于誤差擴展系統(tǒng)離散采樣的著艦最優(yōu)控制結(jié)構(gòu)式

圖1中,將設(shè)計好的控制器、飛機連續(xù)模型、采樣函數(shù)三者連接起來仿真,其中采樣函數(shù)為z-1,采樣時間0.1s。為了對本文方法進行比較,采用經(jīng)典PID方法設(shè)計了著艦控制器。系統(tǒng)(16)有1對共軛正極點,另外升降舵到高度的通道有2個非最小相位零點:第1個正零點是因為升降舵的直接力效應(yīng),....

圖2著艦PID控制結(jié)構(gòu)

為了對本文方法進行比較,采用經(jīng)典PID方法設(shè)計了著艦控制器。系統(tǒng)(16)有1對共軛正極點,另外升降舵到高度的通道有2個非最小相位零點:第1個正零點是因為升降舵的直接力效應(yīng),第2個則是因為著艦低速反區(qū)飛行,這給高度的精確快速控制帶來了較大的困難。從控制原理上,升降舵通道的反饋控制是....

圖3艦尾流垂直分量

(3)在最后12.5s,基于離散誤差擴張系統(tǒng)的最優(yōu)控制能很好地抑制艦尾流,高度最大偏差在0.3m內(nèi),最后理想著艦點處的高度誤差只在0.1m范圍內(nèi),小于0.7m的著艦規(guī)范要求。圖4下滑著艦時的系統(tǒng)響應(yīng)(無模型攝動)

圖4下滑著艦時的系統(tǒng)響應(yīng)(無模型攝動)

圖3艦尾流垂直分量圖4下滑著艦時的系統(tǒng)響應(yīng)(無模型攝動)

本文編號：3997723