多操纵面飞机交叉耦合鲁棒控制分配策略研究

"多操纵面飞机交叉耦合鲁棒控制分配策略" 本文主要探讨了多操纵面飞机在面临气动效能交叉耦合不确定性时的控制分配问题，并提出了一种基于混合优化的鲁棒控制分配策略。多操纵面飞机是指拥有多个控制面（如副翼、升降舵、方向舵等）的飞行器，这些控制面相互之间存在复杂的动态交互作用，导致控制效能受到不确定性影响。这种不确定性可能源于空气动力学模型的简化、环境条件的变化或者系统参数的漂移。 首先，研究者将交叉耦合效应视为控制效能的结构不确定性，这涉及到控制面之间相互作用对整体控制系统性能的影响。为了解决这一问题，他们建立了一个以分配误差最小化为目标的单目标鲁棒最小二乘控制分配模型。这个模型利用线性矩阵不等式（LMI）的形式来表示，使得问题可以被转化为一个可解的数学优化问题。 然而，仅考虑分配误差最小化可能会导致操纵面的偏转角度接近或超过其物理极限，即操纵面饱和问题。为避免这种情况，研究者进一步引入了操纵面偏转能量约束，构建了一个鲁棒混合优化控制分配模型。这个模型综合考虑了控制效果和能量约束，以确保在避免操纵面饱和的同时实现最优的控制分配。 通过仿真实验，该方法展示了对交叉耦合效应不确定性较强的容忍度，能够有效地实现操纵面之间的协调控制分配。这表明，提出的策略具有良好的鲁棒性，即使在面临不确定性的情况下也能保持系统的稳定性和控制性能。 关键词：多操纵面飞机；控制分配；鲁棒控制；交叉耦合不确定 这篇文章的研究对于多操纵面飞行器的控制设计具有重要意义，它提供了一种有效应对不确定性的控制策略，提高了飞行器的操控性能和安全性。在实际应用中，这种鲁棒控制分配策略可以用于飞行控制系统的改进和升级，以适应复杂多变的飞行环境。