垂直起降战术飞机非线性预测控制仿真研究

摘要：

研究飞机垂直起降优化控制问题,飞机多采用辅助矢量推力和升力风扇系统,推力系统包含主推进引擎,升力风扇,两侧横滚喷嘴等.通过分析推力系统模型,建立了纵向运动学和动力学方程.同时设计了非线性模型预测控制器对纵向姿态进行控制.垂直起降飞机控制的难点在于其存在非线性推力矢量输入,传统的基于小扰动线性化方法的控制器设计并不适用.提出用非线性预测控制器通过利普希兹有界函数限定非线性项,并获得利普希兹系数,通过优化目标函数的上界,并将稳定性保证条件和线性约束转化为一系列的线性矩阵不等式(LMI)形式,从而有效地对含非线性输入的垂直起降飞机进行控制.最后通过对纵向飞行状态和控制进行仿真,验证了控制器设计的有效性.

关键词：升力风扇、垂直起降、预测控制、线性矩阵不等式

所属期刊栏目：30

分类号：V448.25+3(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家自然科学基金重点项目61134004

在线出版日期：2014-01-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：98-101,120