基于H-,∞-控制的魯棒飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著對(duì)飛機(jī)安全性和飛行品質(zhì)要求的不斷提高，魯棒飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)受到廣泛重視。論文主要研究橫側(cè)向魯棒飛行控制器設(shè)計(jì)問題，將H∞控制理論應(yīng)用于具有系統(tǒng)不確定性和擾動(dòng)情況下的飛行控制器設(shè)計(jì)中，并對(duì)設(shè)計(jì)的控制器進(jìn)行系統(tǒng)仿真驗(yàn)證。論文做了以下幾方面的研究工作： (1)簡要論述魯棒H∞控制論的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用，分析了目前飛行控制系統(tǒng)的研究方法和發(fā)展?fàn)顩r，敘述了魯棒飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究背景及意義。 (2)研究了系統(tǒng)不確定性描述方法與分

2、類，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)變化特性轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)不確定性的方法，含有不確定性系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性條件。分析了飛行控制系統(tǒng)存在不確定性而引起的控制律設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，研究了飛行控制系統(tǒng)建模問題和穩(wěn)定性問題，對(duì)橫側(cè)向飛行控制系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析。 (3)研究了將橫側(cè)向飛行控制律設(shè)計(jì)問題轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)H∞控制問題的方法，針對(duì)橫側(cè)向飛行控制系統(tǒng)模型利用狀態(tài)反饋控制方法進(jìn)行魯棒飛行控制器設(shè)計(jì)，應(yīng)用H∞控制理論對(duì)給定的三種典型飛行條件進(jìn)行橫側(cè)向穩(wěn)定控制器、滾轉(zhuǎn)角保持與

3、跟蹤控制器和消除側(cè)向偏離控制器設(shè)計(jì)。 (4)采用H∞范數(shù)作為結(jié)構(gòu)攝動(dòng)大小的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，在系統(tǒng)具有47﹪的結(jié)構(gòu)攝動(dòng)情況下，閉環(huán)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能仍然很好。滾轉(zhuǎn)角跟蹤過程閉環(huán)系統(tǒng)滾轉(zhuǎn)角的響應(yīng)非常迅速，側(cè)滑角能夠保持在較小的范圍內(nèi)，并且很快收斂到零。側(cè)向偏離控制器跟蹤誤差收斂速度很快。 應(yīng)用H∞控制理論設(shè)計(jì)的橫側(cè)向魯棒飛行控制器不僅使得閉環(huán)系統(tǒng)不僅對(duì)模型的參數(shù)變化和結(jié)構(gòu)攝動(dòng)具有魯棒穩(wěn)定性，而且對(duì)外界干擾具有很強(qiáng)的抑制能力，使系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)