基于优化的控制用于大型电动垂直起降器在飞机垂直起降阶段期间的可变桨距螺旋桨

近年来，无人机行业经历了前所未有的繁荣。在各种无人机平台中，固定翼配置的垂直起降（VTOL）飞机因其灵活性和远程飞行能力而受到越来越多的关注。然而，由于常规螺旋桨系统在巡航阶段的推进比在VTOL阶段显著更高，因此提出并设计了一种可变桨距螺旋桨系统，可以在两个飞行阶段无需额外的推进机制而应用。因此，基于可变桨距螺旋桨构建的推进系统提出了一种VTOL飞机平台，并对其VTOL阶段的控制方式进行了精确分析。作为基本推进系统，构建了可变桨距螺旋桨的非线性模型，并开发了基于优化的控制分配模块，因其多解和高阶特性。最后，目标函数根据稳定性和能耗要求进行设计。仿真实验表明，所提出的控制器能够降低能耗，并在同时跟踪大规模VTOL的激进轨迹时保持飞机的稳定性。