推力矢量飞行器动态控制分配方法研究

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推力矢量控制

推力矢量控制推力矢量控制(Thrust Vector Control，TVC) 是一种通过调整发动机喷流方向来改变火箭、导弹、战斗机等飞行器的航向、俯仰和横滚姿态的控制技术。

推力矢量控制技术使得飞行器在飞行过程中能够快速、精确地转向、偏转和悬停，提高了其战术和战略运用的能力。

推力矢量控制技术最早应用于导弹和高超音速飞行器等尖端军事装备上。

具体地说，20世纪50年代，美国国防部开始推行推力矢量控制技术的研究，旨在改善导弹的指导精度以及逃避地面防御武器的打击。

60年代初，美国在XF-100、F-4等战斗机中计算机控制下推力矢量控制技术的成功应用，提高了这些飞机的空战能力。

21世纪初，随着推力矢量控制技术的不断发展和升级，一些国家的新型战斗机已经相继采用了这项技术。

基本原理及控制方式推力矢量控制技术是通过调节喷口朝向和喷射方向，使得推力矢量和飞行方向不再重合，进而实现飞行器的航向、俯仰和横滚调节。

其基本原理是在喷口上加装一定形状的结构件，利用结构件转动改变喷流方向，实现推力矢量控制，从而改变飞机的姿态。

当前推力矢量控制技术除了喷口结构件的不同外，主要分为两种控制方式：机械控制和电子控制。

机械控制的原理是通过飞机上的机械构件控制相关部件的运行，进而实现推力矢量的调整。

这种方式的控制效率较低，适用于老型号的飞机。

而电子控制则是基于电控技术和计算机技术的控制方式，能够更加精确地调节和控制推力矢量，可适用于新型号的战斗机。

主要应用和发展趋势推力矢量控制技术可以显著提高飞行器的空战效能、攻击精度和作战灵活性等方面的性能。

目前，推力矢量控制技术已经广泛应用在一些高科技装备上，如F-22、F-35等新型战斗机、巡航导弹等。

被称为隐形战斗机的F-22战斗机和F-35战斗机，正是通过推力矢量控制技术提高了其优良的操纵性和隐形性能，成为目前世界上最顶尖的战斗机之一。

随着我国军事技术的发展和提高，我国也开始逐渐掌握推力矢量控制技术。

气动／推力矢量飞行器分阶段复合控制分配策略设计

ｓｅｓ，ｔｈｅａｌｌｏｃａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｏｆｂｏｔｈｉｎｉｔｉａｌｆｌｉｇｈｔｐｈａｓｅａｎｄｔｅｒｍｉｎａｌｇｕｉｄａｎｃｅｐｈａｓｅａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｆｕｚｚｙｌｏｇｉｃａｎｄｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｃｈａｉｎｔｈｅｏｒｙ，ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ．ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｔｒａｔｅｇｉｅｓｈａｖｅｇｏｏｄｅｆｆｅｃｔｓｏｎｆｌｉｇｈｔｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｈｅｌＯＳＳｏｆｔｈｒｕｓｔｃａｎｂｅｄｅｃｒｅａｓｅｄａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ．
ｖｅｈｉｃｌｅｂａｓｅｄｏｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｌｉｇｈｔｐｈａｓｅｓ
ＧＡＯＦｅｎｇ，ＴＡＮＧＳｈｅｎｇ — ｊｉｎｇ，ＧＵＯＪｉｅ，ＳＨＩＪｉａｏ
（Ｉ．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＤｙｎａｍｉｃｓａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＦｌｉｇｈｔＶｅｈｉｃｌｅ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｅｒｏｓｐａｃｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＢｅｉｊｉｎｇＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢｅｉｊｉｎｇＪ０００８１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙｏｆＬａｕｎｃｈＶｅｈｉｃｌｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇｊ０００７６，Ｃｈｉｎａ）

射流推力矢量技术的研究现状与发展

Science and Technology&Innovation┃科技与创新2020年第10期文章编号：2095－6835（2020）10－0081－03射流推力矢量技术的研究现状与发展王杰（中国民航飞行学院飞行技术学院，四川广汉618307）摘要：飞行器的空间姿态变化主要依靠常规气动舵面的偏转，使用推力矢量喷管，可以提高飞行器的机动性能和飞行包线。

传统的推力矢量喷管由机械活动部件的偏转产生矢量推力，缺点是质量大、结构复杂、维修困难等，射流推力矢量技术的研究可以有效解决这一问题。

对机械式推力矢量喷管的研究和优缺点进行了描述，解释了Coanda效应的原理，介绍了射流推力矢量技术的特点、方案及国内外的研究现状，指出了射流推力矢量技术的不足。

关键词：Coanda效应；射流推力矢量；推力矢量技术；二次流中图分类号：V211.3文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2020.10.034飞行器控制机动动作，主要依靠副翼、方向舵、升降舵和鸭翼等常规空气动力舵面的偏转来实现[1]。

这些舵面的偏转会改变飞行器的气动外形，从而使作用在飞行器上的气动力和力矩发生变化，飞行器发生机动。

然而，使用气动舵面会限制飞行器气动性能的进一步提升，低速大迎角飞行时，气动舵面的效率低；高速飞行时，又会增大飞行器的气动阻力。

传统发动机的固定式喷管，产生的推力通常与飞行器纵向一致或保持一个固定夹角，无法提高飞行器的失速特性。

随着现代航空技术的发展，世界航空制造强国在战机的设计上开始追求敏捷性和过失速机动能力。

推力矢量控制和推力矢量喷管成为现代战机的核心和关键技术之一。

推力矢量技术可以将发动机的推力进行水平或垂直方向的调整，将一部分推力变成操纵力，控制飞行器的俯仰、偏转和滚转运动，代替传统气动舵面。

甚至在飞行器失速时，推力矢量喷管也能进行有效控制，即克服失速极限。

利用推力矢量技术，不仅可以提高飞行器的机动性和敏捷性、增大临界迎角、缩短起飞/滑跑距离，对于减小飞行器的气动阻力、减轻结构质量、扩大飞行包线、增强隐身性也效果显著[2]。

航天飞行器的动力系统控制方法

航天飞行器的动力系统控制方法航天飞行器的动力系统是实现航天器运行的关键部分，它负责提供动力以推动航天器在宇宙空间中进行飞行任务。

为了保证航天飞行器的安全与稳定，动力系统的控制方法显得尤为重要。

本文将介绍几种常见的航天飞行器动力系统控制方法，包括推进系统控制、姿态控制和能源管理。

一、推进系统控制推进系统是航天飞行器动力系统中最为重要的部分，能够为航天器提供推力。

而推进系统的控制旨在确保航天器能够实现预定的轨道和速度。

目前，常见的航天飞行器推进系统控制方法包括推进剂供给控制、推进剂喷射控制和推力矢量控制。

1.推进剂供给控制：推进剂供给控制主要涉及推进剂的储存与供给，以保证推力系统能够获得足够的推进剂。

在控制方法中，需要考虑推进剂的数量、储存所需的舱容、推进剂的供给速率等因素。

对于液体火箭，需要控制好燃料和氧化剂的供给比例；对于固体火箭，需要控制燃烧速率和燃料的供给方式。

推进剂供给控制方法直接影响到航天器的飞行性能和安全性。

2.推进剂喷射控制：推进剂喷射控制是指通过控制喷嘴的方向和喷射速度来改变推力的方向和大小。

在航天器的任务中，经常需要调整飞行器的速度和位置。

通过控制推进剂的喷射，可以实现速度和位置的调整。

常见的方法包括喷嘴的转向控制、推进剂流量的调节和喷嘴的推力控制等。

3.推力矢量控制：推力矢量控制是指通过改变推进剂喷射方向来控制航天器的姿态和转向。

这种控制方法主要应用于具有多个喷嘴的航天器。

通过改变喷嘴的喷射方向和推力大小，可以实现航天器的姿态调整和转向控制。

推力矢量控制方法可以提高航天器的机动性，并适应复杂的任务需求。

二、姿态控制姿态控制是指控制航天器在空间中的方向和姿态，保持其稳定和准确的飞行状态。

航天器在宇宙空间中受到外部力的干扰，因此需要实现姿态的控制来保持其稳定性。

常见的姿态控制方法包括惯性导航控制、星敏感器控制和陀螺控制。

1.惯性导航控制：惯性导航控制是通过利用陀螺仪和加速度计等装置来检测航天器的姿态和方向。

基于基排序的推力矢量飞机控制分配方法

收稿日期：2021-08-28基金项目：装备预研中国航发联合基金项目（6141B09020）资助作者简介：倪烨斌（1990），男，硕士，工程师。

引用格式：倪烨斌，姚太克，杨刚.基于基排序分配的推力矢量飞机控制方法[J].航空发动机，2023，49（3）：126-132.NI Yebin ，YAO Taike ，YANG Gang.Control allocation method of aircraft with thrust vectoring based on bases sequence[J].Aeroengine ，2023，49（3）：126-132.基于基排序的推力矢量飞机控制分配方法倪烨斌，姚太克，杨刚（中国航发控制系统研究所，江苏无锡214063）摘要：为了解决推力矢量战机存在的执行机构冗余和气动/矢量操纵面协调控制问题，基于过驱动控制理论及控制分配理论，提出一种基于基排序的操纵面调度管理分配算法。

综合推力矢量飞机各型操纵面的物理特性差异、转矩可达集大小、推力矢量工作时间限制等因素，划分基控制组。

采用优先级为主气动控制组、辅助气动控制组、推力矢量控制组的3级串接链分配构型，按指令幅值依序调度各级操纵面。

结果表明：算法分配过程清晰灵活，飞行控制品质优良，对飞行任务与操纵面故障适应性强，可保证战机高效完成各项任务。

相较于传统伪逆方案，新算法在典型“眼镜蛇”机动过程中，削减矢量偏转工作时长超50%，降低最大偏转角超3°。

该算法可规避传统分配方法无差别调度气动/矢量操纵面的缺陷，优化推力矢量启用时间，有效解决飞机操纵能力扩展与矢量装置寿命平衡的矛盾。

关键词：飞/推综合控制；推力矢量；控制分配；基排序；操纵面；航空发动机中图分类号：V233.7文献标识码：Adoi ：10.13477/ki.aeroengine.2023.03.016Control Allocation Method of Aircraft with Thrust Vectoring Based on Bases SequenceNI Ye-bin ，YAO Tai-ke ，YANG Gang（AEEC Aero Engine Control System Institute ，Wuxi Jiangsu 214063，China ）Abstract ：In order to solve the problem of actuator redundancy and coordinated control of aerodynamic/vector control surfaces of fight⁃ers with thrust vectoring.Based on the theories of over-actuated control and control allocation,a control surface scheduling and allocation algorithm based on bases sequence was put forward.Control bases were grouped according to factors such as the differences of physicalcharacteristics of various control surfaces,the size of the attainable moment subset,and the time restriction of the thrust vectoring.A triple-stage daisy chain allocation configuration was adopted with the priority of the main aerodynamic control bases,the auxiliary aerodynamic control bases and thrust-vector bases,scheduling control surfaces according to the commanded amplitude and the sequence established.The results show that the allocation process of the algorithm is clear and flexible,achieving excellent flight quality,with good adaptability to flight missions and control surface faults,ensuring efficient mission pared with the traditional pseudo-inverse scheme,the working time reduction of the thrust vector is more than 50%,and the reduction of the maximum deflection angle is more than3°during the typical Cobra Maneuver.The shortcoming of traditional control allocation methods for undifferentiated scheduling of aerody⁃namic/vector control surfaces is avoided,the activation time of thrust vector is optimized,and the contradiction between the enhancement of aircraft maneuverability and the service life of thrust vector is effectively solved by implementing the algorithm.Key words ：integrated flight/propulsion control;thrust vectoring;control allocation;bases sequence;control surface;aeroengine第49卷第3期2023年6月Vol.49No.3Jun.2023航空发动机Aeroengine0引言随着航空技术的快速进步，航空动力装置从为战机提供足够的飞行推力，发展到基于矢量装置直接产生3轴力矩参与飞行姿态控制的使用场景。

航空航天工程师在航空器发动机燃烧与推力控制中的技术与应用

航空航天工程师在航空器发动机燃烧与推力控制中的技术与应用航空航天工程是现代科技领域中最具挑战性和复杂性的领域之一。

在航空器的设计和制造中，航空航天工程师起着至关重要的作用。

在航空器发动机的燃烧与推力控制方面，航空航天工程师运用各种技术与应用确保发动机的高效运行和飞行器的安全。

一、航空器发动机的基本原理与构造航空器发动机是航空器中最关键的部件之一，负责提供飞行所需的推力。

它的基本原理是将燃料与氧气混合燃烧产生高温高压气体，通过喷嘴喷出，产生反作用力推动飞行器前进。

通常情况下，航空器发动机包括气道系统、燃烧室和喷管等关键组成部分。

气道系统负责引入气体和压缩空气，燃烧室是燃烧与推力生成的地方，喷管则用于将高速喷射的气体转化为推力。

二、航空航天工程师在燃烧与推力控制中的技术挑战1. 燃烧效率提升航空发动机的燃烧效率对飞行器性能至关重要。

航空航天工程师通过燃烧室和喷嘴的设计优化，以及燃油喷射的精确控制，提高燃料的燃烧效率，减少能量损失。

2. 推力调节与平衡航空发动机的推力调节与平衡是飞行控制的核心问题之一。

航空航天工程师通过控制进气量、燃料供给和喷嘴形状等手段，实现航空器在不同飞行阶段的推力调整和平衡。

3. 安全与可靠性保障航空器的安全与可靠性是航空航天工程师在推力控制中极为重视的方面。

工程师通过精确的传感器和控制系统，监测和调整燃烧过程中的温度、压力和振动等参数，以确保发动机的安全运行。

三、航空航天工程师在航空器发动机燃烧与推力控制中的应用案例1. 先进燃烧技术的发展航空航天工程师通过先进燃烧技术的研发和应用，大幅提高了航空发动机的性能和效率。

例如，喷气发动机的涡轮增压技术、喷油系统的精确控制以及燃烧室的湍流燃烧技术等，都是航空航天工程师在推力控制中的重要应用。

2. 推力矢量控制技术推力矢量控制技术是近年来航空发动机领域的重要突破之一。

航空航天工程师通过在喷嘴末端安装动力矢量喷嘴，可以改变喷气方向，从而实现飞行器的灵活操纵和优化推力分配。

推力矢量飞行器动态控制分配方法研究

ｖｅｃｔｏｒ，ｗｉｔｈｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆａｃｔｕａｔｏｒｓｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｒａｄｉｔｉｏｎｌａａｃｔｕａｔｏｒｓａｎｄｔｈｒｕｓｔｖｅｃｔｏｒ
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｃｓａｎｄＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１００１６，Ｃｈｉｎａ）
推力矢量飞行器动态控制分配方法研究
章鸿翔，薛雅丽，王佳辉
（南京航空航天大学，南京摘２１００１６）
要：主要研究了动态分配算法在推力矢量飞机上的应用。首先对该推力矢量飞机基于时标分离原理建模，控制
系统分为快、慢回路。执行器的动态特性设为一阶惯性环节。然后分析了动态控制分配的算法及求解过程，并对该算法的动态特性和稳态特性做了必要的证明。针对推力矢量飞机包括传统舵面及推力矢量舵面在内的执行器的动态特性，对其进行了动态控制分配的仿真。仿真结果表明，高频执行器在机动过程中的使用程度相对增加了，飞行器跟
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｙｎａｍｉｃａｌｌｏｃａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｔｈｅａｉｒｃｒａｆｔｗｉｔｈｔｈｒｕｓｔｖｅｃｔｏｒ．

推力矢量无人机大机动非线性控制技术

科学技术创新2020.36推力矢量无人机大机动非线性控制技术田海铭王芬芬华艺欣(中国飞行试验研究院,陕西西安710089)随着现代科学技术的发展,各种新型无人机层出不穷,无人机已经从战场的辅助角色慢慢进化为现代空战的主力,在未来的战争中有望取代有人战斗机的角色,成为空战主力军。

对于无人机控制,陈怀民[1-3]等人采用PI D 、鲁棒控制等线性方法对飞机进行控制器设计,但对于非线性严重的大机动飞行,用线性控制工作量大且控制效果不好。

本文对推力矢量无人机的机动飞行控制方法进行研究,由于机动飞行过程中无人机非线性严重,采用传统的线性控制已经很难满足设计需要,因此采用动态逆和H ∞鲁棒控制相结合的非线性方法对飞机进行控制,通过对机动飞行的仿真,验证该方法的可行性。

1H ∞鲁棒动态逆内环控制器设计通常将无人机动力学方程和运动学方程中的十二个状态变量,根据带宽将其分为快回路状态量、较快回路状态量和慢回路状态量。

本节对变化最快的姿态角速率变量x 1=[p ,q ,r ]进行动态逆控制器设计,并将此作为鲁棒动态逆控制器的内环。

快回路状态量可表示为状态方程:(1)式中,l ~、m ~、n~分别代表气动舵偏为零时的气动力矩,也称之为非控制面力矩。

所以f p (x )、f q (x )、f r (x)不受舵偏变化的影响。

对于推力矢量控制机构,其作用效果和气动舵面相同,也是通过偏转来实现对无人机力和力矩的控制,所以在动态逆控制中将推力矢量视为与气动舵地位等同。

可将动态逆内环控制器表示为:(2)式中动态逆控制器的输入[p ̇c ,q ̇c ,r ̇c ]由指令生成器生成,假设误差信号ε为:ε=x c -x 1(3)其中,x c 为系统期望角速率,ẋc ,x ¨c 均为零。

方程ε¨+2ξωn ε̇+ωn 2ε=0的解为ε=x c -x 1=(1/1-ξ2√)e -ξωnt s i n (ωn 1-ξ2√t +ar ct an 1-ξ2√/ξ),误差ε趋近于零,则ζωn >0。

飞行器动力系统的控制算法研究

飞行器动力系统的控制算法研究在现代航空航天领域，飞行器动力系统的高效、稳定和精确控制是实现安全飞行和完成各种任务的关键。

控制算法作为实现这一目标的核心技术，其研究和发展对于提升飞行器的性能具有至关重要的意义。

飞行器动力系统是一个复杂的动态系统，受到多种因素的影响，如气流、燃料燃烧、机械部件的运动等。

为了实现对其的精确控制，需要深入研究和应用各种控制算法。

传统的控制算法，如 PID 控制，在飞行器动力系统中有着广泛的应用。

PID 控制算法通过比例、积分和微分三个环节的组合，来对系统的输出进行调节，以达到期望的目标值。

这种算法原理简单，易于实现，在一些对控制精度要求不高的场景中能够发挥较好的作用。

然而，对于复杂的飞行器动力系统，PID 控制可能存在响应速度慢、超调量大等问题。

随着控制理论的不断发展，现代控制算法逐渐崭露头角。

其中，模型预测控制（MPC）就是一种备受关注的方法。

MPC 基于系统的数学模型，通过预测未来一段时间内系统的输出，并优化控制输入，来实现对系统的最优控制。

在飞行器动力系统中，MPC 能够考虑到系统的各种约束条件，如燃料消耗限制、推力限制等，从而实现更加高效和安全的控制。

另一种重要的控制算法是自适应控制。

飞行器在不同的飞行条件下，其动力系统的特性会发生变化。

自适应控制算法能够实时监测系统的参数变化，并相应地调整控制策略，以保证在各种工况下都能实现良好的控制效果。

例如，当飞行器的飞行高度、速度发生变化时，自适应控制可以自动调整控制参数，使动力系统始终保持稳定的性能。

智能控制算法在飞行器动力系统中的应用也越来越广泛。

模糊控制就是其中的一种。

模糊控制不依赖于精确的数学模型，而是基于模糊逻辑和语言规则来进行控制决策。

它能够处理系统中的不确定性和模糊性，对于那些难以建立精确数学模型的部分，如飞行员的操作习惯和飞行环境的变化，具有较好的适应性。

神经网络控制也是一种具有潜力的智能控制算法。

通过对大量数据的学习和训练，神经网络能够自动提取系统的特征和规律，并生成相应的控制策略。

推力矢量技术的研究与发展_赵景芸

推力矢量技术的研究与发展_赵景芸推力矢量技术的研究与发展赵景芸金捷(燃气涡轮研究院成都·610500)摘要介绍了推力矢量的基本原理,国外推力矢量技术的发展及矢量喷管的主要技术方案,分析了国外推力矢量技术的研究方向、技术途径,对我国推力矢量技术的研究提出了一些建议。

关键词推力矢量技术矢量喷管发展1 引言推力矢量技术成为近年来国内外航空技术的热点,其原因在于,推力矢量技术不仅能显著提高在役、在研飞机的性能和作战效能,而且其进一步发展,可以使飞机减少甚至取消尾翼,导致无尾飞机的出现,带来飞机设计的技术革命。

推力矢量技术的研究开始于70年代初期,至80年代中后期取得重大技术突破。

美国的F-15STOL/MTD(短距起落/机动性技术验证机)的飞行试验结果表明,采用推力矢量技术可显著改善飞机的常规机动和起降性能。

随后进行的由美国与德国合作研究的X-31增强机动性能验证机的飞行验证表明,推力矢量的最大技术潜力是能显著改善飞机的过失速机动能力,从而极大地提高飞机的作战效能和生存能力。

此时,推力矢量的应用还仅限于亚音速。

进入90年代中期,X-31飞机的首次“无垂尾”飞行试验表明,存在推力矢量取代气动舵面的可能性,由此可将推力矢量的应用从亚音速区域推向了全飞行包线。

推力矢量的巨大效益引起了世界各国的注意,自80年代后期,不仅世界航空发达国家,就连印度、以色列、日本、韩国、瑞典等国,甚至台湾地区也都竞相研究推力矢量技术,并作为重要技术优先发展。

先进的未来战斗机无一例外的均采用推力矢量技术。

推力矢量技术是一项高新技术,涉及飞机、发动机、控制、空气动力学、飞行力学等多学科、多专业,是一项复杂的系统工程,具有高效益,但需要高投入。

我国是一个航空不发达国家,同时又是发展中国家,为缩短与世界航空先进水平的的差距,必须选择合适的突破口,将推力矢量技术作为重要技术优先发展,突破关键技术并形成战斗力的决策是正确的。

2 推力矢量技术简介(1) 推力矢量技术是指发动机的动力装置不仅为飞机提供向前飞行的推力,而且还通过喷管的转向,使推力方向偏转,产生附加力矩,用于补充或取代飞机的气动舵面对飞机进行控制。

一种基于Daisy-chain的推力矢量协调控制方法

计算机仿真2021年5月第38卷第5期文章编号：1006-9348(2021)05 -0021 -06一种基于D aisy-ch a in的推力矢量协调控制方法郭立志、史静平2(1.北京青云航空仪表有限公司，北京100086;2.西北工业大学自动化学院，陕西西安710072)摘要:推力矢量技术作为先进战斗机最重要的技术之一，可以大大提高飞机可控迎角的范围，增强战斗机的过失速机动能力。

然而目前我国可借鉴国外重要机型推力矢量技术的实现是通过在驾驶舱中增加相应的矢量操纵机构实现的，在很大程度上增加了飞行员的驾驶负担。

如何取消该操纵机构并将其对于推力矢量的控制综合协调进飞控系统中，以减轻操作负担，成为一个亟待解决的重要问题。

现提出了一种基于D a i s y-c h a i n分配、动态逆控制的推力矢量协调控制方法。

方法基于模块化的控制-分配设计思想，采用链式分配与非线性反馈线性化的方法，能够将推力矢量控制融合到阻尼增稳系统中去，并实现对矢量操纵面与气动操纵的协调控制，因而能取消推力矢量操纵机构，减轻了飞行员的工作负担。

仿真结果表明，上述方法能有效地实现推力矢量的协调控制，并且基于Daisy -c h a i n的设计方法还实现了最小推力矢量控制，因而有效降低飞机操控对于推力矢量机构的工作负担，减少发动机的维护成本。

关键词：飞行控制;非线性控制；动态逆;控制分配中图分类号:V249文献标识码：BA Coordinated Control Method of Thrust Vector Based on Daisy - chainAllocation and Dynamic Inverse Control Method.GUO Li - zhi1,SHI Jing - ping2(1. A V I C Beijing K E E V E N Aviation I n s t rument C o. L T D,Beijing 100086,C h i n a；2. S c h o o l of A u t o m a t i o n,Nor t h w e s t e r n Polytechnical University, Xi'an S h a n x i 710072,C h i n a)ABSTRACT：T h r u s t vector technology c a n greatly e n h a n c e the r a n g e of controllable angles of attack a n d i m p r o v e thepost -stall maneuver a b i l i t y of fighters. H o w e v e r,at present, the i m p l e m e n t a t i o n of thrust vector t e c h nology u s e d ins o m e aircraft is realized b y a d d i n g the corres p o n d i n g vector control m e c h a n i s m in the c o c k p i t,w h i c h greatly increasesthe pilot’s driving b u r d e n.Therefore, h o w to eliminate the control m e c h a n i s m a n d integrate the control of the thrustvector into the flight control s y s t e m to r e d u c e the operation b u r d e n h a s b e c o m e a n important p r o b l e m to b e solved. Inthis p a p e r,a d e s i g n m e t h o d b a s e d o n daisy chain allocation a n d d y n a m i c inverse control m e t h o d w a s p r oposed. B a s e do n the m o d u l a r control distribution design i d e a,this m e t h o d w o u l d integrate the thrust vector control into the d a m p i n ga u g m e n t a t i o n s y s t e m a n d realized the coordinated control of the vector a n d the control surfaces. S o i t w o u l d c a n c e l thethrust vector control m e c h a n i s m a n d r e d u c e the b u r d e n of the pilot. In addition, the p r o p o s e d m e t h o d also realizedthe m i n i m u m thrust vector c ontrol,thus effectively r e d u c i n g the w o r k l o a d of the thrust vectoring e n g i n e a n d the m a i nt e n a n c e cost of the engine.KEYW O RDS：Flight control；N o n l i n e a r control；D y n a m i c inv e r s e；Control allocation基金项目：国家自然科学基金面上项目（61573286)，航空科学基金(20180753006)收稿日期:2020 -08 -28修回日期:2020 - 10 -12—21—1引言传统布局飞机依靠副翼、升降舵和方向舵等各种气动舵面实现姿态及航迹的控制，但气动舵面在过失速飞行时气动效率很低，在改出失速状态时往往力不从心。

矢量控制在航空航天系统中的应用研究

矢量控制在航空航天系统中的应用研究航空航天系统是一个极其复杂而精密的领域，对于控制系统的需求非常高。

在航空航天领域中，矢量控制技术被广泛应用，以提高航空器和航天器的操纵性能和安全性。

本文将探讨矢量控制在航空航天系统中的应用，并对其进行深入研究。

一、矢量控制概述矢量控制是一种通过改变航空器或航天器的推力方向和大小，以实现对飞行器运动状态的有效控制的技术。

矢量控制技术的核心是通过调整喷口的方向、位置或形状等手段，改变喷气推力的方向和大小，从而实现对飞行器的姿态和运动状态的控制。

二、矢量控制在航空系统中的应用1. 矢量推力喷嘴技术矢量推力喷嘴是矢量控制技术的重要组成部分，在航空系统中得到广泛应用。

通过改变喷嘴的推力方向和大小，可以实现飞行器的姿态控制、俯仰和偏航角的调整。

矢量推力喷嘴技术可以提高飞行器的机动性能和操纵性，增强其对空气动力学干扰和外界扰动的抵抗能力。

2. 矢量推力发动机技术矢量推力发动机是一种通过调整发动机喷气口的方向和角度，改变喷气推力的方向和大小，实现对航天器的姿态和运动状态的控制的技术。

矢量推力发动机技术在航天系统中的应用越来越广泛，可以提高航天器的姿态控制精度，提高其对外界环境变化的适应性。

三、矢量控制在航天系统中的应用1. 空气动力学矢量控制系统空气动力学矢量控制系统是一种通过调整航天器机翼或机身上的矢量推力装置，改变矢量推力的方向和大小，从而实现对航天器的姿态和运动状态的控制的技术。

空气动力学矢量控制系统可以提高航天器的稳定性和操纵性，增加其对大气环境的适应能力。

2. 推力矢量控制系统推力矢量控制系统是一种通过调整航天器发动机喷气口的方向和角度，改变喷气推力的方向和大小，以实现对航天器的操纵和控制的技术。

推力矢量控制系统可以提高航天器的机动性能和操纵性，增强其对外界扰动的抵抗能力。

四、矢量控制的挑战与未来发展虽然矢量控制技术在航空航天系统中的应用已取得了显著的成就，但在实际应用中还存在一些挑战。

航天器运动控制技术研究

航天器运动控制技术研究航天器运动控制技术是指通过各种手段和方法，对航天器的运动进行控制和调整，以实现预定的任务目标。

航天器的运动控制技术是航天工程中极其重要的一项技术，它直接影响到航天器的航天性能、有效载荷的操作效果、对地观测精度以及轨道设计等方面。

航天器的运动控制技术主要包括推力控制、方向控制和轨道控制三个方面。

首先，推力控制是航天器运动控制的基础。

根据牛顿第二定律，对于质点系统，推力是改变系统动量的唯一力。

在航天器中，推力是通过发动机产生的，并通过喷嘴喷出。

通过调节发动机的推力，可以改变航天器的速度和方向。

推力控制技术既包括固体火箭发动机的点火、燃烧控制等，也包括液体火箭发动机的燃烧参数控制、推力调节等。

其次，方向控制是指航天器在运动过程中的朝向调整。

航天器根据任务需要，需要在空间中沿着特定方向进行运动，而不是任意方向。

方向控制技术主要包括舵面控制、姿态控制和稳定控制等。

舵面控制通过调整舵面的角度，改变航天器的气动特性，从而调整其运动方向。

姿态控制是指航天器在三维空间中的姿态变化，通过调整航天器的姿态，可以实现航天器在不同方向上的运动。

稳定控制是指航天器长时间内保持一定姿态的控制，使航天器能够在特定的区域内稳定运动。

最后，轨道控制是指航天器在轨道上的运动控制。

轨道控制技术主要包括轨道设计、轨道测量和轨道调整等。

轨道设计是指根据任务需求和目标，计算和确定航天器的运行轨道。

轨道测量是指对航天器在空间中的轨迹进行跟踪和测量。

需要对航天器的位置和速度进行精确测量，以保证航天器能够按照预定轨道运行。

轨道调整是指对航天器轨道进行微调，以实现任务需求。

总的来说，航天器的运动控制技术是航天工程中至关重要的一环，它直接关系到航天器的运行轨道、运行速度和方向，以及航天器所搭载的有效载荷的操作效果。

航天器的运动控制技术需要综合考虑推力控制、方向控制和轨道控制等多个方面的因素，在设计和实施过程中需要充分运用航空、航天、自动控制等相关学科的知识和方法，并结合具体任务需求进行合理的优化和调整，以确保航天器能够顺利地完成预定任务。

飞机推力矢量技术研究进展

机推力矢量技术研究进展飞机推力矢量技术的研究始于20世纪60年代，经过几十年的发展，已经达到实用化的阶段。

美国的F-22、俄罗斯的SU-30MKI、SU-37和欧洲的EF2000都己应用了推力矢量技术。

推力矢量技术虽然已经在现役飞机F-22、SU-30MKI上被应用，但是各航空工业发达国家仍在加强对该技术的研究，近些年来又提出了一些新的实现推力矢量的模式和概念。

随着新一代高性能飞机发动机的研制，推力矢量技术将成为未来战斗机的基本要求和标准技术之一。

实现推力矢量的原理比较简单，它是在常规喷气推进系统基础上，借助于机械或合理的空气动力结构布局来改变尾喷气流方向，使之产生附加力矩，进而操纵和控制飞机。

当排气流折转角为Φ时，便产生一个与飞机轴线垂直的力，其大小与sinΦ成正比，同时推力损失则与1-cosΦ成正比。

计算和试验结果均表明，在折转角适当的情况下，推力矢量能有效地提高飞机的机动能力。

一般来说，当折转角在0°-20°范围时是比较合适的。

推力矢量技术较常规喷气推进技术有不可比拟的优点：①提高战斗机的机动性和敏捷性，过失速状态下的机动能力，可迅速改变机头方向，对敌机进行射击，可作高速转弯，在空战中占据有利位置；②缩短起飞和着陆滑跑距离；③可以用发动机推力矢量代替尾翼进行气动配平，从而减小飞机配平阻力，减少尾翼尺寸，甚至将尾翼完全去掉，成为无尾飞机，从而减轻飞机的阻力和重量；④减少飞机的雷达反射面，提高隐身能力和生存能力。

2 推力矢量喷管的发展概况.由于推力矢量技术是一个复杂的系统工程，它涉及到气动、传热、结构、材料、控制等多方面学科，整体和各部件之间的协调特点以及结构性能很大程度上又与基础研究和技术水平有关，因而推力矢量装置的种类较多，结构和功用也异。

综合来看，可以分为以下几类。

2.1 折流板70年代中期，德国MBB公司的飞机设计师沃尔夫岗²赫尔伯斯提出利用控制发动机尾喷流的方向来提高飞机的机动能力。

射流推力矢量控制技术研究

射流推力矢量控制技术研究
射流推力矢量控制技术研究
射流推力矢量控制技术是一种全新概念推力矢量技术,其具有机械式推力矢量喷管无法比拟的优点.文中概要介绍了射流推力矢量控制技术喷管的工作原理、基本概念和发展情况.着重介绍了几种典型控制方法和其优缺点,以及国内外试验情况,并提出国内在射流推力矢量控制技术方面应发展的方向.
作者：连永久 LIAN Yong-jiu 作者单位：沈阳飞机设计研究所,辽宁,沈阳,110035 刊名：飞机设计英文刊名：AIRCRAFT DESIGN 年，卷(期)：2008 28(2) 分类号：V233.7+57 关键词：二次流射流推力矢量喷管激波反向流。

avio 推力向量控制

AVIO 推力向量控制是一种用于飞机和火箭的推进系统控制方法。

它通过调整发动机的推力方向，实现飞行器的姿态控制和轨迹调整。

在AVIO 推力向量控制中，推进系统被视为一个向量，其推力的大小和方向可以独立控制。

通过改变推力的方向，飞行器的姿态可以发生变化，从而实现机动和稳定控制。

AVIO 推力向量控制通常需要使用飞行控制计算机和推进系统控制器等设备。

飞行控制计算机根据飞行器的状态和目标轨迹，计算出所需的推力向量，并将指令发送给推进系统控制器。

推进系统控制器根据指令调整发动机的工作参数，例如油门位置、喷气方向等，以实现所需的推力向量。

AVIO 推力向量控制具有以下优点：
1.提高飞行器的机动性和灵活性，使其能够更快速地适应不同的飞行条件和
任务需求。

2.减少对气动表面的依赖，从而降低飞行器的阻力，提高飞行效率。

3.提供更多的控制自由度，使得飞行器能够实现更为复杂的机动和稳定控制。

需要注意的是，AVIO 推力向量控制对推进系统的可靠性和稳定性要求较高，因此需要采取相应的措施来保证其正常工作。

此外，由于推力向量控制涉及到飞行器的安全和稳定性，因此在实际应用中需要进行严格的测试和验证。