Research on the control technologies of tiltrotor pylon conversion actuation

LI Hailin; YAN Suwen; ZHU Mingjun; SI Jun; ZHU Shaokang

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Research on the control technologies of tiltrotor pylon conversion actuation

更新时间：2026-04-20

- Research on the control technologies of tiltrotor pylon conversion actuation
- Advances in Aeronautical Science and Engineering Pages: 1-12(2026)
- 作者机构：
  
  1.航空工业西安飞行自动控制研究所液压作动工程部，西安 710065
  2.中国人民解放军93170部队，西安 710000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  CLC： V249.1;TH132.1
- Received：16 October 2025，
  
  Revised：2025-10-16，
  
  Online First：20 April 2026，
- 稿件说明：
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李海嶙,剡苏文,朱明君,等. 倾转旋翼机短舱倾转作动控制技术研究[J]. 航空工程进展.

LI Hailin,YAN Suwen,ZHU Mingjun, et al. Research on the control technologies of tiltrotor pylon conversion actuation[J]. Advances in Aeronautical Science and Engineering.(in Chinese)
李海嶙,剡苏文,朱明君,等. 倾转旋翼机短舱倾转作动控制技术研究[J]. 航空工程进展. DOI：

LI Hailin,YAN Suwen,ZHU Mingjun, et al. Research on the control technologies of tiltrotor pylon conversion actuation[J]. Advances in Aeronautical Science and Engineering.(in Chinese) DOI：

摘要

倾转旋翼机在直升机模式与固定翼模式转换过程中的控制稳定性问题，一直是研究的重点和难点。以倾转旋翼机的核心子系统——短舱倾转作动系统为对象，阐述其作动架构与模态转换原理，重点分析主主工作模式下双系统力纷争和左右短舱不同步的现象、原因以及抑制策略，并在作动系统建模的基础上将力纷争和同步性控制策略引入“位置—速度”双环控制算法中，利用Simulink构建完整的伺服控制仿真模型，并通过原理样机进行试验验证。结果表明：所采用的“位置环＋速度环”双环伺服控制策略能有效保证单侧短舱的运动平稳性与位置精度；在主主模式下，引入力均衡控制算法可显著抑制双系统间的力纷争现象；通过“位置均衡＋速度均衡”策略，有效保障了左右短舱的同步运动性能与动态平稳性。

Abstract

This study focuses on the nacelle tilting actuation system， a core subsystem of tiltrotor aircraft， to improve control stability during the transition between helicopter mode and fixed-wing mode in tiltrotor aircraft. First， the actuation architecture and the principle of mode transition are introduced. Subsequently， the phenomena， causes， and suppression strategies of force fighting between dual systems in the active-active operating mode， as well as the asynchronization of left and right nacelles， are then analyzed with emphasis. Based on the actuation system modeling， the force fighting and synchronization control strategies are incorporated into the "position-velocity" dual-loop control algorithm. Finally， a complete servo control simulation model is constructed using Simulink and experimentally verified through a prototype. The dual-loop servo control strategy combining position loop and speed loop effectively ensures position accuracy and smooth motion of the single pylon. Under active-active operation mode， the introduction of a force equalization control algorithm can effectively suppress force fighting between the two systems. Between the left and the right pylon conversion actuation systems， the servo control strategy based on position equalization and speed equalization can effectively guarantee synchronization in position and stability in speed.

关键词

Keywords

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