[发明专利]一种用于民用电传飞机PIO研究的控制律设计方法

摘要

本发明一种用于民用电传飞机PIO研究的控制律设计方法属于飞行试验技术领域。本发明基于空中模拟试验机而实现，通过分析空中模拟试验机在试验状态点的气动模型及飞行品质特性，根据库珀‑哈珀准则选定在纵向和横航向上具有不同等级的目标品质特性，采用全状态反馈法计算控制律的反馈增益矩阵，同时加入时间延迟模块以及舵机速率饱和模块，使得空中模拟试验机的全量模型具有典型民用电传飞机响应特性并能够激发驾驶员诱发振荡PIO现象。本发明能够使得一架飞机在保证飞行安全的前提下，具备不同的驾驶员诱发振荡PIO趋势，为民用电传飞机PIO研究提供试验对象，填补国内空白。

主权项

1.一种用于民用电传飞机PIO研究的控制律设计方法，基于空中模拟试验机而实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：选定驾驶员诱发振荡PIO评价试验的试验状态，对空中模拟试验机的气动参数进行分析，建立空中模拟试验机的六自由度全量模型，并得到在该试验状态下空中模拟试验机的小扰动线性矩阵和品质特性，所述品质特性包括纵向静稳定性、短周期模态特性、横航向静稳定性、荷兰滚模态特性、滚转模态特性、螺旋模态特性；步骤2：利用步骤1中得到的小扰动线性矩阵、短周期模态特性、荷兰滚模态特性、滚转模态特性、螺旋模态特性，根据库珀‑哈珀准则选定在纵向和横航向上具有不同等级的目标品质特性，采用全状态反馈法计算控制律的反馈增益矩阵，并搭建控制律模型；步骤3：以步骤2中得到的控制律模型为基础，向其加入指令模型模块、迎角保护模块、纵向通道积分模块、横航向交联模块，使得空中模拟试验机在该试验状态下具有典型的民机品质特性；步骤4：将步骤3中得到的控制律模型加入到空中模拟试验机的全量模型中，并根据空中模拟试验机的全量模型的仿真计算结果对控制律模型的参数进行调整；步骤5：以步骤4中得到的空中模拟试验机的全量模型为基础，向其加入时间延迟模块以及舵机速率饱和模块，使得空中模拟试验机的全量模型能够激发驾驶员诱发振荡PIO现象；步骤6：将步骤5中得到的空中模拟试验机的全量模型集成至模拟器中，进行人在回路的模拟器闭环试验，对步骤4中得到的控制律模型进行参数调整，使空中模拟试验机的全量模型达到适用于民用电传飞机驾驶员诱发振荡PIO评价方法研究的状态。