研究背景与问题

随着无人机技术的快速发展，倾转旋翼无人机因其独特的飞行性能在航空领域得到了广泛应用。然而，在推力矢量控制分配过程中，倾转旋翼无人机面临着强非线性和执行器饱和约束等复杂问题，这些问题严重制约了无人机飞行性能的提升和任务执行的效率。传统的控制分配策略往往无法有效解决这些难题，因此，如何提高倾转旋翼无人机在复杂环境下的飞行性能和控制精度成为亟待解决的问题。

研究方法

为了解决上述问题，本文提出了一种基于改进鲸鱼优化算法（IWOA）的控制分配策略。首先，构建了倾转旋翼无人机的六自由度动力学模型，并设计了姿态与位置控制器。在此基础上，针对推力矢量控制分配问题，提出了利用鲸鱼优化算法进行求解。具体而言，通过将无人机飞行性能指标作为优化目标，结合IWOA算法的全局搜索能力和鲁棒性，实现了对推力矢量控制分配问题的优化求解。

核心结果

本文所提出的基于IWOA的控制分配策略在仿真实验中取得了显著的效果。与传统方法相比，该策略能够有效提高倾转旋翼无人机的飞行性能和控制精度。具体表现在以下方面： 1. 通过对无人机动力学模型的精确建模，实现了对无人机姿态和位置的精确控制； 2. 利用IWOA算法的全局搜索能力，有效克服了推力矢量控制分配中的强非线性问题； 3. 通过对执行器饱和约束的合理处理，保证了无人机在飞行过程中的安全性和稳定性； 4. 仿真实验结果表明，该策略能够显著提高倾转旋翼无人机的飞行性能，为无人机在复杂环境下的应用提供了有力支持。

结论与意义

本文针对倾转旋翼无人机推力矢量控制分配问题，提出了一种基于改进鲸鱼优化算法的控制分配策略。该方法在仿真实验中表现出良好的性能，为倾转旋翼无人机在复杂环境下的飞行控制提供了新的思路和方法。该研究成果不仅有助于提高无人机飞行性能和控制精度，而且对无人机在航空领域的应用具有广泛的意义。此外，该策略还具有一定的通用性，可为其他类型无人机控制分配问题的研究提供借鉴和参考。

文章来源：《空天技术》 网址: http://www.kongtianjishu.cn/qikandaodu/2026/1027/329.html

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