[发明专利]一种基于侧向导引的抗侧风着陆航迹跟踪控制方法

权利要求书

1.一种基于侧向导引的抗侧风着陆航迹跟踪控制方法，其特征在于， 控制方案如下：

抗侧风着陆航迹跟踪控制方法包括侧向导引律、内环姿态控制、航线 切换逻辑、飞机横侧向运动模型四个控制步骤，控制律结构采用内环为滚 转角控制，外环为侧向导引律；

控制步骤为：由航迹跟踪侧向偏差，通过侧向导引律计算出内环姿态 控制指令，内环姿态控制生成舵机控制指令对飞机的姿态进行控制，航线 切换逻辑根据飞机当前的状态计算出当前的侧向偏差，以供侧向导引律计 算，飞机横侧向运动模型用于模拟飞机的动力学与运动学模型；

具体步骤如下：

1)构建侧风模型：形成侧向阵风、侧向紊流、侧向风切变模型；

2)构建侧风条件下的飞机运动模型：给出飞机在气流坐标轴系中横 侧向运动模型；

3)构建侧向导引律的结构：根据航迹侧向偏差和地速矢量计算后形 成滚转姿态角指令，供内环姿态角控制器跟踪；由于采用地速矢量进行侧 向导引，无须对风干扰进行单独考虑；

4)航线切换与过渡：当飞机穿越航线切换点，即小于切换距离时， 进行航线切换，自动进入下一航线跟踪，并将当前航线飞行时的航迹侧向 偏差输出到侧向导引律；

5)内环控制律：主要完成滚转角跟踪，偏航阻尼，消除侧滑；

6)仿真试验：从侧向阵风、侧向风切变、侧向紊流加风切变中下滑 拉平过程和侧向阵风中航线切换着陆进场四种情形考察侧向航迹跟踪控 制系统。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述侧向导引律 包括：在期望航迹上取参考点，使飞机当前位置与参考点之间的距离为固 定值；根据飞机地速矢量与虚拟误差矢量的夹角设计侧向加速度指令。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述侧向导 引律包括：侧向加速度指令为侧向偏差的比例微分控制器；地速矢量和虚 拟误差矢量决定比例微分控制器的时间常数和增益；当小角度跟踪直线 时，侧向偏差为二阶系统，阻尼比约为0.707。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述航线切换逻 辑包括：飞机从一个航线切换到另一条航线时，在到达当前航路点前，距 离为切换距离时进行航线切换，切换后采用侧向导引控制技术进行侧向航 迹跟踪。