自主空中加油受油機精確控制與仿真.pdf

1、現(xiàn)代軍事活動中，由于飛機攜帶燃油量的限制，嚴重制約了其航行距離、起飛重量以及戰(zhàn)略部署?？罩屑佑图夹g具有增大飛機航程和有效載荷，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六自由度動力學模型、加油錐套運動模型以及大氣紊流模型。根據空中加油對接段的特點，將對接過程分為三個階段進行，并給出受油機各階段跟蹤指令以及判斷受油機與加油錐套對接成功與否

2、的指標要求。其次，設計了基于LQR最優(yōu)控制的受油機對接跟蹤控制系統(tǒng)。為使受油機能夠穩(wěn)定跟蹤加油錐套并實現(xiàn)與加油錐套的平滑對接，根據由相對導航系統(tǒng)測量得到的受油機與加油錐套的相對位置關系，利用LQR最優(yōu)控制方法設計了對接跟蹤控制系統(tǒng)的制導律和控制律，實現(xiàn)了受油機與加油錐套的精確對接。再次，設計了基于動態(tài)逆和魯棒動態(tài)逆控制的受油機對接跟蹤控制系統(tǒng)。利用動態(tài)逆控制方法設計了對接跟蹤控制系統(tǒng)的制導律和控制律，實現(xiàn)受油機與加油錐套的精確對接。并且

3、考慮當外部環(huán)境出現(xiàn)干擾時內回路動態(tài)逆控制器計算產生的逆誤差，通過H?回路成形控制方法在線補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控制仿真結構，在無大氣紊流干擾和有大氣紊流干擾兩種不同情形下，對設計的控制器進行驗證，分析系統(tǒng)的精確性、穩(wěn)定性及魯棒性，判斷受油機與加油錐套的對接是否成功。仿真結果表明，設計的控制器能夠在大氣紊流干擾的環(huán)