基于事件触发机制的受油机空中加油稳定控制

作     者：邢卓琳 徐忠楠 荆献勇 苏子康 王宏伦 

作者机构：南京航空航天大学自动化学院 江苏曙光光电有限公司 空军航空大学航空作战勤务学院 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院 

出 版 物：《北京航空航天大学学报》 (Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(61903190) 航空科学基金(2022Z023052003) 西北工业大学无人机特种技术重点实验室开放课题(2022-JCJQ-LB-071) 中央高校基本科研业务费专项资金(NS2023016) 南京航空航天大学研究生科研与实践创新计划(xcxjh20230311) 

主　　题：空中加油 时变质量/转动惯量系统 飞行控制 事件触发控制 抗干扰控制 

摘      要：针对无人受油机在空中加油过程中因时变质量/转动惯量，以及加油机尾涡、大气紊流等未知气流扰动导致的位置不稳定问题，提出一种基于事件触发机制的抗干扰飞行控制方法，以确保稳定受油机位置的同时，降低通信资源的占用。构建考虑复杂气流扰动和时变质量/转动惯量的无人受油机动力学模型，并将其改写为仿射非线性形式，以便后续控制器设计；为减少加油过程中通信资源的占用，引入事件触发机制，以最小化不必要的通信传输和执行器能耗；采用事件触发扩张状态观测器，对加油过程中无人受油机的时变模型扰动和不可测外界扰动进行准确估计，并在控制器设计中予以前馈补偿；开发了事件触发动态面抗干扰飞行控制器，实现无人受油机的位置稳定控制，并通过李雅普诺夫函数验证了系统的稳定性。仿真结果表明：所提方法在降低通信资源占用和提高控制精度方面具有显著优势。