大型倾转旋翼飞行器模态转换控制

倾转旋翼机是一种能够自由旋转旋翼的飞行器概念，可实现垂直起飞和快速前飞。将直升机与固定翼飞行结合在一架飞机上提供了任务选择的灵活性，但其建造与控制仍面临挑战。倾转旋翼机可在三种主要模态下运行：直升机模态、固定翼模态和转换模态，其中转换模态促进直升机与固定翼飞行之间的切换。然而，由于其非线性本质，转换区域的控制具有固有挑战性，因此倾转旋翼机主要限于军事应用。因此，本文旨在探索面向民用应用的大型倾转旋翼飞行器的转换模态控制。提出了一种新型大型倾转旋翼概念，并推导了描述飞机行为的数学模型。采用PID控制方法控制转换模态中的高度、俯仰和速度变化，并开发了辅助控制回路以控制转换期间的倾斜角。推导的模型与控制实现在MATLAB仿真中，其中控制方法被迭代以提升性能。结果表明在14秒内完成了完整转换，高度变化保持在10米以下。尽管转换模态控制成功，但对数据的整体审视揭示了假设问题和推力不连续性的影响。讨论了这些结果的含义，并为未来工作提出了改进建议。