一种基于侧向导引的抗侧风着陆航迹跟踪控制方法

摘要

一种基于侧向导引的抗侧风着陆航迹跟踪控制方法，属于侧风条件下着陆的飞机航迹跟踪控制技术，采用基于侧向导引的航迹跟踪控制方法，包括：由航迹跟踪侧向偏差通过侧向导引律计算出内环姿态控制指令，内环姿态控制器生成舵机控制指令对飞机的姿态进行控制，航线切换逻辑根据飞机当前的状态计算出当前的侧向偏差，以供侧向导引律计算。飞机横侧向运动模型用于模拟飞机的动力学与运动学模型。采用本发明的基于地速导引的侧向航迹控制系统对于飞机着陆时的侧向阵风、大气紊流、侧向风切变等侧风现象具有较好的抑制作用。同时侧向航线切换逻辑也能满足飞机在侧风条件下的进场飞行的要求。

主权项

一种基于侧向导引的抗侧风着陆航迹跟踪控制方法，其特征在于，控制方案如下：抗侧风着陆航迹跟踪控制方法包括侧向导引律、内环姿态控制、航线切换逻辑、飞机横侧向运动模型四个控制步骤，控制律结构采用内环为滚转角控制，外环为侧向导引律；控制步骤为：由航迹跟踪侧向偏差，通过侧向导引律计算出内环姿态控制指令，内环姿态控制生成舵机控制指令对飞机的姿态进行控制，航线切换逻辑根据飞机当前的状态计算出当前的侧向偏差，以供侧向导引律计算，飞机横侧向运动模型用于模拟飞机的动力学与运动学模型；具体步骤如下：1)构建侧风模型：形成侧向阵风、侧向紊流、侧向风切变模型；2)构建侧风条件下的飞机运动模型：给出飞机在气流坐标轴系中横侧向运动模型；3)构建侧向导引律的结构：根据航迹侧向偏差和地速矢量计算后形成滚转姿态角指令，供内环姿态角控制器跟踪；由于采用地速矢量进行侧向导引，无须对风干扰进行单独考虑；4)航线切换与过渡：当飞机穿越航线切换点，即小于切换距离时，进行航线切换，自动进入下一航线跟踪，并将当前航线飞行时的航迹侧向偏差输出到侧向导引律；5)内环控制律：主要完成滚转角跟踪，偏航阻尼，消除侧滑；6)仿真试验：从侧向阵风、侧向风切变、侧向紊流加风切变中下滑拉平过程和侧向阵风中航线切换着陆进场四种情形考察侧向航迹跟踪控制系统。