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[1]刘佳琦,梁悦,尹航,等.旋翼飞行器姿态控制对燃料晃荡扰动的抑制[J].电机与控制学报,2015,19(08):101-106.[doi:10. 15938 / j. emc. 2015. 08. 015]
 LIU Jia-qi,LIANG Yue,YIN Hang,et al. On design of attitude controller for rotor aircraft with fuel sloshing disturbance[J].,2015,19(08):101-106.[doi:10. 15938 / j. emc. 2015. 08. 015]
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旋翼飞行器姿态控制对燃料晃荡扰动的抑制

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《电机与控制学报》[ISSN:1007-449X/CN:23-1 408/TM]

卷:
19
期数:
2015年08
页码:
101-106
栏目:
出版日期:
2015-12-23

文章信息/Info

Title:
 On design of attitude controller for rotor aircraft with fuel sloshing disturbance
作者:

刘佳琦 梁悦 尹航 高晓智 李雪玲

 哈尔滨工业大学 航天学院,黑龙江 哈尔滨 150001; 2. 阿尔托大学 电气工程与自动化系,芬兰 埃斯波 00076;3.天津航天中为数据系统科技有限公司,天津 300301
Author(s):
 LIU Jia-qi1 LIANG Yue1 YIN Hang1 GAO Xiao-zhi2 LI Xue-ling3
 1. School of Astronautics,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China;

2. Department of Electrical Engineering and Automation,Aalto University,Espoo 00076,Finland;

3. Tian Jin Zhong Wei Aerospace Data System Technology CO. LTD,Tianjin 300301,China

关键词:
 旋翼飞行器 燃料晃荡 姿态干扰 非线性系统 滑模控制
Keywords:
 rotor aircraft fuel sloshing attitude disturbance nonlinear system sliding mode control
分类号:
TP 273
DOI:
10. 15938 / j. emc. 2015. 08. 015
文献标志码:
A
摘要:
 针对燃料晃荡对旋翼飞行器燃料箱壁撞击产生的姿态扰动问题,采用质量 - 弹簧 - 阻尼模 型表示燃料晃荡对系统的作用,通过理论分析与实验数据; 确定飞行器控制电压与螺旋桨转速及升 力之间的关系,建立燃料晃荡扰动下飞行器的非线性动力学模型,提出一种滑模变结构控制的方 法,有效抑制了燃料晃荡带来的扰动。进一步搭建了二自由度半实物仿真系统验证算法的优越性 与实用价值,与尽可能优化参数的 PID 控制算法对比,提出的滑模变结构控制方法能够在较小的能 量输入下更好地抑制燃料晃荡引起的扰动问题,使系统的姿态控制具有更为理想的鲁棒性。
Abstract:
 Fuel sloshing is the unwanted attitude disturbance of rotor aircraft which represents the force of the fuel impact the tank wall. The fuel sloshing model used for rotor aircraft represents each sloshing mode as a mass-spring-damper system. Then a nonlinear dynamic model was achieved by theoretical and empirical method to determine the relationship among the voltage,the speed of the propeller and the lift force. A sliding mode controller was developed and compared with a optimized PID controller in terms of fuel sloshing disturbance. Furthermore,the hardware in the loop simulation system with two degree of freedom was given to demonstrate the validity of the algorithms. The result shows that a little input effort can achieve a better robust performance by adopting the sliding mode controller than the PID controller.

参考文献/References:

-

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备注/Memo

备注/Memo:

收稿日期: 2014 - 12 - 04

基金项目: 国家自然科学基金( 61273095; 61304006)

作者简介: 刘佳琦( 1984 ) ,男,博士研究生,研究方向为混杂系统的鲁棒控制;

悦( 1994) ,女,本科生,研究方向为鲁棒控制、智能控制;

航( 1972) ,男,讲师,博士研究生; 研究方向为组合导航、复杂系统控制;

高晓智( 1970 ) ,男,教授,博士生导师,研究方向为软计算与智能算法;

李雪玲( 1989 ) ,女,助理工程师,研究方向为机电工程及伺服控制技术。

更新日期/Last Update: 2016-03-07