多操纵面新气动布局飞机过失速控制律设计

"新气动布局飞机的过失速控制律设计 (2003年)" 本文探讨的主题聚焦于新气动布局飞机的过失速控制律设计，这是一种应用于现代战斗机的技术，旨在提升飞机在大攻角条件下的机动性能。文章作者通过一系列数学和控制理论方法，开发了一种适用于多操纵面飞机的过失速控制策略。 首先，文章介绍了一种利用最小二乘拟合方法来处理离散的气动数据的方法。在实际的航空工程中，飞机的气动特性通常以离散数据的形式给出，这些数据可能来自风洞实验或数值模拟。最小二乘拟合是一种统计学方法，用于找到一条曲线或超曲面来最佳地拟合这些数据点，从而得到连续的六自由度非线性飞机运动方程。这种方法使得飞机模型能够更准确地反映实际飞行状态。 接下来，作者应用了扩展线性化技术，将复杂的非线性飞机方程简化为一组在工作点族上具有时变特征的线性系统。扩展线性化是控制理论中的常用手段，它通过局部线性化来近似非线性系统，简化控制设计的复杂性。这样做的好处是可以将控制问题转化为更易于分析和设计的线性控制问题。 在设计控制律时，作者采用了符号运算方法，这是一种在计算机上进行数学计算的高效工具。通过这种方法，他们设计出了一个闭环控制系统，以及在大攻角下执行过失速机动的控制律。这种控制律不仅考虑了飞机的常规控制面，如副翼、升降舵和方向舵，还涉及了推力矢量控制，即通过改变发动机推力的方向来辅助飞行控制。 仿真实验的结果证明了这种控制律的有效性。通过这种方式，飞机能够在过失速条件下执行复杂的机动动作，这对于提高现代战斗机的生存能力和作战效能至关重要。例如，Herbst过失速机动是一种典型的大攻角机动，通过这种控制律，飞机可以在失速后仍保持一定的可控性，从而增强其战术优势。 这篇论文提出了一个多操纵面新气动布局飞机的过失速控制律设计方法，涵盖了从数据处理、模型建立到控制律设计的全过程。这种方法对于推动飞行控制技术的发展，尤其是对于提升未来战斗机的性能和机动性，具有重要的理论与实践意义。