自主空中加油受油機(jī)精確控制與仿真.pdf

1、現(xiàn)代軍事活動中，由于飛機(jī)攜帶燃油量的限制，嚴(yán)重制約了其航行距離、起飛重量以及戰(zhàn)略部署。空中加油技術(shù)具有增大飛機(jī)航程和有效載荷，延長續(xù)航時間的作用，能夠很好的解決上述問題。本文針對自主空中加油對接過程中受油機(jī)的精確控制問題展開了深入的研究。
　　本文首先建立了受油機(jī)六自由度動力學(xué)模型、加油錐套運(yùn)動模型以及大氣紊流模型。根據(jù)空中加油對接段的特點(diǎn)，將對接過程分為三個階段進(jìn)行，并給出受油機(jī)各階段跟蹤指令以及判斷受油機(jī)與加油錐套對接成功與否

2、的指標(biāo)要求。其次，設(shè)計(jì)了基于LQR最優(yōu)控制的受油機(jī)對接跟蹤控制系統(tǒng)。為使受油機(jī)能夠穩(wěn)定跟蹤加油錐套并實(shí)現(xiàn)與加油錐套的平滑對接，根據(jù)由相對導(dǎo)航系統(tǒng)測量得到的受油機(jī)與加油錐套的相對位置關(guān)系，利用LQR最優(yōu)控制方法設(shè)計(jì)了對接跟蹤控制系統(tǒng)的制導(dǎo)律和控制律，實(shí)現(xiàn)了受油機(jī)與加油錐套的精確對接。再次，設(shè)計(jì)了基于動態(tài)逆和魯棒動態(tài)逆控制的受油機(jī)對接跟蹤控制系統(tǒng)。利用動態(tài)逆控制方法設(shè)計(jì)了對接跟蹤控制系統(tǒng)的制導(dǎo)律和控制律，實(shí)現(xiàn)受油機(jī)與加油錐套的精確對接。并且

3、考慮當(dāng)外部環(huán)境出現(xiàn)干擾時內(nèi)回路動態(tài)逆控制器計(jì)算產(chǎn)生的逆誤差，通過H?回路成形控制方法在線補(bǔ)償提高控制器的魯棒性，從而抑制外部環(huán)境帶來的擾動，保證受油機(jī)與加油錐套的精確對接。最后，在MATLAB數(shù)字仿真環(huán)境中建立了自主空中加油對接段受油機(jī)控制仿真結(jié)構(gòu)，在無大氣紊流干擾和有大氣紊流干擾兩種不同情形下，對設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行驗(yàn)證，分析系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性及魯棒性，判斷受油機(jī)與加油錐套的對接是否成功。仿真結(jié)果表明，設(shè)計(jì)的控制器能夠在大氣紊流干擾的環(huán)