摘要：跟踪跟踪要求实际飞行路径与飞机的理想飞行路径之间的偏差最小。文基于反馈线性化控制器的设计提出了一种动态路径跟踪算法，并根据不同的状态变量设计了反馈线性化算法。制法。真结果表明，该算法可以准确地跟踪期望的动态跟踪，并具有良好的跟踪精度。飞机合格审定过程中，不仅需要验证飞机的飞行质量，而且还必须满足适用于飞行路线的要求，以获得最终的型式认可。飞机的飞行质量不同，飞行路径不仅与飞机的运动状态有关，而且还与飞机的周围环境有关，例如航路点的选择，航路的变化等。向，考虑到大气环境和其他因素等为了控制飞行路径，美国国家航空航天局在1990年代初开发了CTAS系统，该系统使用简化的飞机运动质量点方程式来计算飞机路径。系统可用于交通管制人员的辅助培训，并可用于实际空域中的交通。计分析和流量预测。欧洲，EASA和EUROCONTROL也正在这一领域进行研究，他们设计和开发了PHARE EFMS和RAMS等预测系统，可用于精确的轨迹预测和路线冲突分析。于出现在轨迹跟踪中的算法，通常可以分为两种[2]：一种是通过卡尔曼滤波器或神经网络对飞行轨迹进行最优估计，而另一种是估计算法。二是建立简化的动力学方程，以通过飞机的动力学方程来模拟飞机的性能。于第一种方法，通常必须准确地给出飞机飞行过程的约束条件，但是由于飞机内部提供的状态信息有限，因此飞机之间存在一定的差距。机的实际运行状态，第二种方法需要飞机的大量参数。升力系数，阻力系数，发动机推力信息等，并且由于模型的不同，要获取此类数据相对困难。机的运行状态需要大量资源，这给仿真的实现带来了一定的困难。该算法中，将飞机视为一个粒子，并在轨迹坐标系中建立飞机质心的运动方程。作以下假设：（1）由于发动机的安装角度和飞机的迎角较小，因此在飞行过程中忽略了这部分角度的影响。导飞机的运行姿态，即假定推力和速度方向始终一致。用线穿过飞机的重心。（2）飞机的力矩处于平衡状态，而忽略了旋转自由度的影响。（3）忽略风速对飞机速度的直接影响。
此运动方程中，飞机的实时位置由六个状态变量表示：（飞机速度），（飞行路径角度），（航向），（高度），（范围） ），（飞机质量）。机姿态控制使用三个控制变量：（升力系数，通过改变升力系数来改变升力），（侧倾角）和（推力）来实现对飞机的姿态控制。机。
飞机的燃油消耗率表示，这意味着飞机的总质量会随着燃油消耗而逐渐变化。于动力学方程（1）-（6）不是线性的，因此可以使用反馈线性化方法来设计跟踪控制器。果上述运动方程中的状态变量和状态变量的导数由n维向量表示，恒温阀芯则控制变量由表示。线性反馈理论可以看出，当满足相对和内部动态子系统的稳定性时，它可以等效为解耦线性系统。此，根据Rouss-Hellwitz稳定性准则，选择了相应的稳定性系数后，就可以保证以上所述。
统是相对可控的。此，可以将理想状态变量用作目标值，并且可以通过选择适当的输入变量来将上式中的非线性部分转换为线性部分，以实现输出的反馈线性化控制。线性系统。于不同的状态变量（高度，速度，航向等），必须选择适当的控制变量，并且必须分别设计控制律算法，以便最终实现对飞行路径的完全跟踪的仿真。机。
设计仿真算法的过程中，应注意，由于每个状态变量都是作为离散时间的函数计算的，因此有必要考虑时间间隔选择对数值计算的结果。真算法中的数值积分采用四阶Runge-Kutta算法，积分步长为0.1s。践表明，选择积分步骤的长度不会使仿真结果失真。了促进飞机性能的仿真和验证，在仿真过程中使用了由EUROCONTROL开发的BADA飞机性能数据库中的信息以及飞机的空气动力和性能数据。
机用于实时计算。用上面的反馈线性化控制器设计方法，我们设计了用于仿真验证的导航路径。了使模拟中的导航路径接近实际情况，将导航路径的初始条件设计为巡航状态（即飞行高度为36，000英尺（大约11，000米），马赫数为0.8）。
据初始模拟的设计要求，必须在纵向和横向两个方向上对飞机进行模拟，以验证飞行路径算法。于此要求，此模拟设计了马赫数以保持下降（纵向）和90度航向变化（横向），以模拟飞机在实际运行中的各种飞行状态。
初设计的航向角为0。模拟过程中，目标首先执行90度偏航机动飞行，然后执行马赫数以保持高度下降。真时间为10分钟，最终仿真结果如图1所示。
仿真结果所示，飞机在仿真时间达到100秒时开始滑行，同时课程偏离。航向达到90度的目标值时，飞机倾斜角将返回0度并继续保持水平飞行。模拟时间达到300秒时，飞机开始进入马赫并继续坠落。时，推力变为发动机空转状态，马赫数保持为0.8。于此时必须保持马赫数，因此飞机的高度变化会导致外部环境发生变化，因此飞机的速度也会发生变化，此时，飞机的马赫数飞机主要由升力系数控制，因此在下降过程中也相应地调整了升力系数，以将马赫数控制为0.8。真结果表明，该飞机具有良好的跟踪性能，所有性能均达到指标要求。于反馈线性化控制器设计的动态跟踪算法产生了良好的控制效果。文基于反馈线性化控制器的设计提出了一种动态跟踪算法。据状态变量和控制变量的不同，采用非线性系统反馈线性化控制方法，分别设计控制律算法，进行机动导航。踪仿真验证跟踪，仿真结果表明，所设计的跟踪控制系统能够准确地遵循期望的操纵路径，并具有良好的跟踪精度。
践证明，该方法是一种简单有效的设计方法，可以实现稳定的目标跟踪。
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