复合垂直起降飞机的全包线飞行控制

本文提出了一种复合垂直起降（VTOL）飞行器的飞行控制设计。由于具有众多可控度以及飞行特性的显著变化，VTOL 飞行器在设计其飞行控制系统时面临挑战，尤其是在飞行器于近悬停和高速机翼承载飞行之间过渡的转换阶段。这项工作扩展了先前关于设计可应用于广泛类别飞行器（如悬停飞行器和固定翼飞机）的统一通用控制律的研究。本文利用了这种统一特性，并提出了针对复合 VTOL 飞行器情况的扩展。所提出的控制方法由非线性几何控制律组成，可在整个飞行包线内连续适用，排除了在不同控制算法之间使用切换策略的做法。由一系列高级设定值组成的转换策略与飞行控制律相关联，该策略根据飞行包线限制进行定义，并在本文中应用于商用复合无人机。控制算法在 Pixhawk 控制器上实现，通过硬件在环仿真进行评估，并最终在飞行实验中得到验证。