位置约束下软式自主空中加油的抗干扰控制

doi:10.7527/S1000-6893.2023.29114

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位置约束下软式自主空中加油的抗干扰控制

宋梦实¹^,², 张帆¹^,², 黄攀峰¹^,²()

^1.西北工业大学航天学院，西安 710072
^2.西北工业大学智能机器人研究中心，西安 710072

收稿日期:2023-06-02 修回日期:2023-06-25 接受日期:2023-07-04 出版日期:2023-10-25 发布日期:2023-07-11
通讯作者: 黄攀峰 E-mail:pfhuang@nwpu.edu.cn

Received:2023-06-02 Revised:2023-06-25 Accepted:2023-07-04 Online:2023-10-25 Published:2023-07-11

摘要/Abstract

摘要：

针对加油机不稳定飞行和复杂风扰下的软式自主空中加油系统，提出一种位置约束下可控锥套的抗干扰控制方法。首先，建立考虑加油机不稳定飞行和复杂风扰的软管动力学模型和可控锥套动力学模型，并进一步将可控锥套动力学模型变换为方便控制器设计的形式。然后，在动态面控制框架下，利用新型坐标变换方法处理系统耦合非线性，结合约束函数和障碍Lyapunov函数解决初值过大的位置约束，以及设计干扰观测器估计未知的集总干扰。最后，理论分析和仿真实验表明了所提方法处理初值过大的位置约束的有效性，以及抗干扰能力的优越性。

关键词: 自主空中加油, 可控锥套, 位置约束, 抗干扰控制, 干扰观测器

中图分类号:

V249.1

宋梦实, 张帆, 黄攀峰. 位置约束下软式自主空中加油的抗干扰控制[J]. 航空学报, 2023, 44(20): 629114-629114.

图/表 11

图 1

图 2

表 1

物理参数

变量	数值
$n$	20
$v I / m ⋅ s - 1$	170
$ρ a / k g ⋅ m - 3$	0.819 6
$S / m 2$	0.005 6
$L / m$	2
$E / M P a$	200
$A / m 2$	3.353 7×10^-4
$m i / k g$	1.05
$m b / k g$	3.775
$g / m ⋅ s - 2$	9.8
$J x / k g ⋅ m 2$	0.016 504
$J y, J z / k g ⋅ m 2$	0.032 872
$f x, 0$	14.155
$f x, 1, f x, 2$	$- 6.565 6$
$f y, 0, f y, 0$	0
$f y, 1$	$- 3.088 2$
$f z, 1$	3.088 2
$m y, 1, m z, 1$	0.003
$m y, 2, m z, 2$	$- 0.257 8$

表 1

图 3

图 4

图 5

图 6

图 7

图 8

图 9

图 10

参考文献 29

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主管单位：中国科学技术协会主办单位：中国航空学会北京航空航天大学

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