的两难问题:要抑制振荡,就要加滤波;滤波带来滞后,影响操控品质。
如何在稳定性和敏捷性之间找到平衡,是飞控设计的核心难题。
林默沉思片刻。他盯着屏幕上的气动导数矩阵,突然问:
“你们设计飞控律时,用的气动模型是基于线性化小扰动理论吧?”
“对。”陈航宇点头,“在每个平衡点附近,将非线性气动力方程展开成泰勒级数,保留一阶项,得到线性时不变系统。然后基于这个线性模型设计控制律。”
“那问题可能就在这里。”林默走到白板前,拿起一支红色记号笔,“跨音速区的气动力有强烈的非线性特征。”
“激波产生,分离流,涡流破裂,这些现象都无法用线性模型准确描述,用线性模型设计控制律,在某些工作点附近可能会失稳。”
他在白板上画了一个二维坐标系,横轴是马赫数,纵轴是攻角:
“我的建议是:采用增益调度控制。”
陈航宇眼睛一亮:“增益调度?”
“对。”林默在白板上画出一个网格,“把整个飞行包线划分成几十个甚至几百个小区域,在每个区域内,基于当地的气动导数,设计一套最优控制参数。”
“可以是PID参数,也可以是状态反馈矩阵,飞控计算机实时解算飞机状态,根据查表或者插值算法,自动切换控制律。”
他画了一个流程图:“这样,在每个工作点上,控制器都是量身定制的,自然不会有稳定性问题。”
“而且由于控制参数是预先优化好的,也不会产生过大的相位滞后。”
陈航宇猛地站起来,椅子腿在地板上刮出刺耳的声音。
“增益调度……对!我怎么没想到!”他激动得声音都在颤抖,“把非线性问题分解成多个局部线性问题!”
“每个工作点都有专门优化的控制器!这样既能保证稳定性,又能保持操控品质!”
他转身对组员大喊:“所有人!暂停手头工作!重新划分飞行包线网格!小王,你去气动组要最新的全机气动数据库!”
“小李,准备优化算法工具箱!老张,咱们重新设计增益调度律!”
整个组瞬间动了起来。
敲击键盘的声音,翻动图纸的声音、讨论的声音交织在一起,那种凝重的
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