第7卷第6期 智能系统学报 Vol.7 No.6 2012年12月 CAAI Transactions on Intelligent Systems Dec.2012 D0I:10.3969/i.issn.16734785.201205014 网络出版t地址：htp://www.cnki.net/kcma/detail/23.1538.TP.20121116.1701.008.html 基于模糊控制与预测控制切换的 翼伞系统航迹跟踪控制 李永新，陈增强，孙青林 (南开大学信息技术科学学院，天津300071) 摘要：以翼伞系统的六自由度模型为基础，针对翼伞系统的平面航迹跟踪问题，对已有的预测控制器进行改进，提 出模糊控制和广义预测控制相互切换的控制模式.利用横向轨迹误差法，在翼伞偏航角误差较大的情况下，采用模 糊控制，直至偏航角误差达到设定的较小范围内，切换为广义预测控制，对翼伞航迹进行精确的制导，在一定程度上 减少了处理器的运算量.采用真实的翼伞参数建立仿真模型，结果验证了这一控制方法的有效性。 关键词：翼伞；航迹跟踪；模糊控制；预测控制；切换 中图分类号：TP273.2文献标志码：A文章编号：1673-4785(2012)060481-08 Flight path tracking of a parafoil system based on the switching between fuzzy control and predictive control LI Yongxin,CHEN Zenggiang,SUN Qinglin (College of Information Technical Science,Nankai University,Tianjin 300071,China) Abstract:Based on the parafoil system model with six degrees of freedom,aim at the plane flight path tracking problem,the existing predictive controller is improved.A control mode is proposed,which switches between fuzzy control and generalized predictive control.According to the cross track error,when the yawing angle error of the parafoil is bigger,the fuzzy controller is applied until the error attains a small range that has been set.Then,the fuzzy control is switched to generalized predictive control,which can control and guide the parafoil in a higher pre- cise level.In this way,the operation of the processor can be reduced to a certain extent.A simulation model is built up based on an actual parafoil,and the final result demonstrates the validity of the control mode. Keywords:parafoil system;flight path tracking;fuzzy control;predictive control;switching 翼伞系统应用方式主要分为投放和回收.应用告等 领域包括3个方面：航空航天、军事领域和民用领 在自然灾害发生时，陆路交通被破坏、运输机无 域.在航空航天领域，翼伞系统可用于飞行器回收、 法着陆的情况下，翼伞系统用于物资投放，具有速度 无人驾驶机降落等过程，可降低对驾驶技巧的要求， 快、机动灵活的特性.以往使用的常规降落伞是无机 不必设计繁杂的着陆控制程序，并使飞行器在恶劣 动不可控的，执行飞行器回收和物资投放任务，伞体 的天气情况下同样能完成无损着陆.在军事领域，翼 飞行轨迹受风的影响，着陆偏差较大，实际系统偏差 伞系统可以用于物资、武器装备的精确投放，可以精 有时会达到几公里甚至是十几公里，使得搜救时间 确、高效、安全地将武力、物资投送到战场.在民用领 和回收成本大大增加).可控翼伞系统由于具有良 域，目前主要利用动力滑翔伞进行观光、航拍和广 好的滑翔性能和可操纵性23]，从而减少投放误差， 降低回收成本.美国著名的X-38计划将翼伞用于救 收稿日期：20120507.网络出版日期：2012-11-16. 基金项目：国家自然科学基金资助项目(61174094)：天津市科技支撑 生飞船在飞行最后阶段和着陆过程的自主归航，降 计划资助项目(09 ZCKFSF00500). 低了驾驶技术的要求4).经过多次试飞，验证了翼 通信作者：李永新.E-mail:new-liyx@gmail.com