变体飞行器的变参数建模及鲁棒最优控制

变体飞行器是一种新型概念飞行器，能够在飞行中实时改变其气动外形，以适应不同的飞行环境和执行多种任务。这类飞行器通过改变其外形，如马赫数、高度、大气风场等，以及执行不同的飞行任务，比如巡航和攻击，来优化其空气动力学特性，从而保持最佳的飞行状态。 变体飞行器的变参数建模和鲁棒最优控制，是研究和设计这类飞行器的重要课题。由于变体飞行器在变形过程中，其气动参数、结构特性等都会发生变化，因此，传统的固定参数建模方法已经无法满足需要。变参数建模方法，如矢量力学建模、数学分析建模和多体建模等方法，可以更好地适应这类飞行器的特性。 在变体飞行器的建模过程中，描述变形与气动参数的关系是非常关键的一步。需要研究不同变形方式下的气动参数，并拟合出气动参数与变形方式之间的函数关系。然后，基于这些关系，建立变体飞行器的非线性动力学模型，该模型将包含弯度参数等关键变形参数。进一步，还需要建立飞行器的线性变参数模型，以分析变形过程中飞行器特性的变化。 变体飞行器的变形过程往往伴随着非线性特征，因此需要采用鲁棒最优控制的方法来设计控制器，以保证变形过程的稳定性和飞行性能。鲁棒最优控制是在考虑系统不确定性和外部干扰的情况下，设计出的性能最优的控制器。仿真结果显示，通过设计鲁棒最优控制器，可以有效保证变形过程的稳定性，并能显著改善飞行性能。 关键词“变体飞行器”、“变参数建模”、“鲁棒最优控制”和“变形稳定控制”涵盖了文章的核心内容。中图分类号V249.1则指出这篇文章的专业分类属于航空动力学和飞行控制技术领域。 引言中还提到了变体飞行器常见的变形方式，包括伸缩、折叠、变后掠等。这些变形方式直接关系到飞行器的空气动力学特性和飞行性能，因此是建立变体飞行器动力学模型的关键所在。 在建模过程中，由于变体飞行器具有复杂的变形结构和作动机械，传统的建模方法通常会比较复杂。矢量力学建模、数学分析建模和多体建模等方法各有特点，但均需针对变体飞行器的特殊结构进行适当调整和优化。 文章还提到了基于慢变系统理论的变形过渡过程的可控性。这意味着在一定变形速率范围内，变体飞行器的变形过渡过程是可以被控制和预测的。这对设计和实现鲁棒最优控制器具有重要的意义，因为这确保了控制器设计的可行性与有效性。 文章作者庄知龙和陆宇平分别来自南京航空航天大学自动化学院，他们在飞行控制技术领域有着深入的研究，并且发表了多篇相关领域的学术论文。庄知龙主要研究方向是飞行控制技术，而陆宇平教授的主要研究方向包括智能变体控制、网络化控制系统理论与应用、高超声速飞行控制等。