基于概率的飞行包线估计及其在欠稳定过驱动飞机中的应用
系统与控制
2020-03-17 v1 系统与控制
摘要
本文提出了一种新颖且实用的安全飞行包线估计与保护框架，以防止与失控相关的事故。传统的解析包线估计方法对于高维度和复杂动态的系统无法高效运行，而高保真飞机模型往往正是这种情况。为此，本文发展了一种基于蒙特卡洛模拟的概率包线估计方法。该方法通过模拟具有极端控制效能的飞行轨迹，生成飞行包线的概率估计。结果表明，与先前基于优化的方法相比，该方法能显著减少计算负荷，并保证不少于七维的可行且保守的包线估计。该方法应用于 Innovative Control Effectors 飞机，这是一种具有控制面间复杂气动耦合的过驱动无尾战斗机。估计出的概率飞行包线通过数据库方法用于在线包线保护。在多重回路非线性动态逆控制器上实现了传统的基于状态约束的和新颖的预测概率飞行包线保护系统。实时仿真结果表明，所提出的框架能将飞机保护在估计包线内，并使其从原本会导致失控的机动中脱险。
引用
@article{arxiv.2003.06588,
title = {Probabilistic Flight Envelope Estimation with Application to Unstable Overactuated Aircraft},
author = {Mingzhou Yin and Q. P. Chu and Y. Zhang and Michael A. Niestroy and C. C. de Visser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.06588},
year = {2020}
}