非定常气动力的状态空间模型辨识与反馈控制

非定常气动模型对于精确模拟力以及开发用于敏捷运动机翼的反馈控制器是必不可少的；然而，这些模型往往维数很高或与现代表控制技术不兼容。最近，通过将离散化 Navier-Stokes 方程线性化并输出升力，为俯仰和沉浮翼型开发了降阶非定常气动模型。在这项工作中，受 Theodorsen 模型启发，我们将这些降阶模型扩展为包含多个输入（俯仰、沉浮和 surge）并由俯仰轴位置显式参数化。接下来，我们研究了系统辨识技术对输入 - 输出数据的朴素应用及其产生的陷阱，例如模型不稳定或不准确。最后，基于这些低维状态空间模型构建了鲁棒反馈控制器，用于雷诺数为 100 的刚性平板模拟。针对在基准攻角$\alpha_0=0^\circ$、$\alpha_0=10^\circ$和$\alpha_0=20^\circ$处线性化的模型实现了各种控制器。所得的控制律能够跟踪激进的参考升力轨迹，同时衰减传感器噪声并补偿强非线性。