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题目:翼身融合民用飞机飞行品质及电传控制律研究

关键词:飞行品质;电传控制系统;适航性;翼身融合布局;民机

  摘要

本文围绕翼身融合布局民用飞机电传控制律设计展开。参照民机适航规章与军机飞行品质规范要求,在分析翼身融合布局飞机动力学特性的基础上,进行纵向与横航向控制律设计。 纵向选取了起飞爬升、巡航、着陆拉平三个典型状态。在起飞爬升段控制律设计时,采用了两种控制律结构实现俯仰角速度指令/姿态保持响应类型,为了有效改善飞行品质,在基本型基础上增加前置滤波器,从设计结果来看,采用前置滤波器的结构能够增加设计自由度,更好地改善飞机飞行品质。在C*指令控制律中,PI环节零点对于飞行品质影响没有俯仰角速率指令/姿态保持响应类型那样敏感,因而可根据需要在一定范围内自由配置零点。俯仰ACAH响应类型可以通过多种控制律结构实现,理论分析和计算表明,单纯的比例积分式控制律结构不适用于ACAH响应类型。利用LQR方法可以方便地实现俯仰角指令跟踪,缺点是引入了迎角传感器;在俯仰RCAH响应类型控制律结构基础上重新设计前置滤波器,也可以实现ACAH响应类型,并且所需传感器数量少,容易实现,并有较大的调整姿态响应带宽的自由度。 横航向选择了巡航状态,基于特征结构配置方法了设计BWB布局飞机横侧控制律,通过增加稳态解耦模块、比例+积分模块实现了滚转轴RCAH响应类型,利用常规响应类型传递函数进行等效系统拟配的结果表明,滚转轴RCAH响应类型与常规响应类型没有本质上的差别,因为主导模态性质并没有发生变化。 分析了各种响应类型相应的控制律结构和选参方法、选参规律,对设计结果进行多角度飞行品质参数评价,结果满足相关指标要求。