47、战斗机三通道解耦控制与微机电镜利萨如扫描研究

战斗机三通道解耦控制与微机电镜利萨如扫描研究

1. 战斗机三通道解耦控制

在空战中，战斗机的大迎角性能是决定其能否占据优势的关键特性之一。然而，在大迎角飞行时，战斗机的姿态角变化迅速，其动力学呈现出强耦合、不确定性和非线性的特点，这给战斗机的控制带来了极大的挑战。

传统的非线性控制方法，如鲁棒控制、非线性动态逆控制和滑模控制等，都存在一定的局限性。鲁棒控制在建模不确定的情况下能保证较高的稳定性和鲁棒性，但稳态精度较差；非线性动态逆则对模型的准确性有很强的依赖。

为了解决这些问题，本文采用了基于预定性能控制（PPC）和线性自抗扰控制（LADRC）的解耦控制方法。该方法将迎角、侧滑角和绕速度的倾斜角作为控制变量，分别设计了三个独立的控制器。通过扩展状态观测器（ESO）对系统的未建模部分、不确定性和耦合项进行估计，并在控制律中进行补偿，从而实现了三通道的解耦控制。同时，利用PPC改善了系统的暂态和稳态性能。

1.1 战斗机非线性模型

战斗机在气流坐标系中的模型可以通过机体坐标系和气流坐标系之间的转换关系得到。其非线性模型可以表示为一系列的微分方程：
- $\dot{p} = \frac{I_{zz} (l_a + l_T) + I_{xz} (n_a + n_T)}{I_{xx} I_{zz} - I_{xz}^2} + \frac{I_{xz} (I_{xx} - I_{yy} + I_{zz})}{I_{xx} I_{zz} - I_{xz}^2} pq + \frac{I_{zz} (I_{yy} - I_{zz}) - I_{xz}^2}{I_{xx} I_{zz} - I_{xz}^2} qr$
- $\dot{