基于模糊控制的傾轉三旋翼無人機過渡模式操縱策略研究

張　飛，　路　平，　江　濤，　史鳳鳴

(陸軍工程大學無人機工程系，石家莊　050003)

0　引言

傾轉三旋翼無人機作為可垂直起降固定翼飛行器的一種，它具有直升機垂直起降、定點懸停的功能，又能像固定翼飛行器高速續航飛行，很好地解決了固定翼飛行器對起降環境要求高和直升機速度低、航程短的短板，在未來的軍用和民用領域均具有廣闊的應用前景。

然而，在傾轉三旋翼飛行器飛行性能大幅度提高的同時，也面臨著控制難度增大的問題。傾轉三旋翼飛行器具有3種飛行模式：滿足垂直起降和懸停、低速前飛的直升機模式、高速巡航飛行的固定翼模式以及在直升機模式和固定翼模式之間相互切換的過渡模式。為了滿足傾轉三旋翼無人機飛行過程控制需求，其同時配備了直升機和固定翼飛行器的操縱系統。然而，在過渡模式中，由于增加了發動機短艙傾轉這個操縱量，兩套控制方案均不適用于單獨使用，需要一套合適的過渡模式下的操縱策略來解決其面臨的操縱冗余問題。

國外對傾轉旋翼機的研究開展較早，針對飛行過程中的氣動特性、旋翼/機翼相互耦合干擾已經取得了一系列的理論成果[1-4]以及以V-22魚鷹傾轉旋翼機為代表的實際成果，而國內研究則開展較晚。文獻[5]對傾轉三旋翼飛行器近地懸停以及低速前飛過程中的地面效應展開了研究；文獻[6]建立了傾轉旋翼飛行器過渡模式模型，在Maltab仿真環境下對其進行了配平分析；文獻[7]利用最優方法對傾轉旋翼飛行器在不同飛行模式下進行了配平分析。……