魯棒飛行控制系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、飛行控制系統(tǒng)對(duì)保證飛行器飛行安全、改善飛行性能等起著十分重要的作用。隨著飛行高度和速度的變化，飛機(jī)動(dòng)力學(xué)參數(shù)也會(huì)隨之改變，而且大氣紊流和陣風(fēng)對(duì)飛機(jī)飛行穩(wěn)定性也會(huì)產(chǎn)生很大的影響。由于這些因素的存在，飛行控制系統(tǒng)必須對(duì)未知不確定性及外界擾動(dòng)具有很強(qiáng)的魯棒性。本文主要研究魯棒飛行控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題，重點(diǎn)研究縱向飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 簡(jiǎn)要介紹了飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r及飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，對(duì)魯棒控制理論的發(fā)展也進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述?；陲w機(jī)

2、的縱向運(yùn)動(dòng)方程，分析了氣動(dòng)導(dǎo)數(shù)對(duì)飛機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)的影響。重點(diǎn)介紹了系統(tǒng)中包含的不確定性的種類及描述方法，H∞控制理論基礎(chǔ)及魯棒穩(wěn)定性等問(wèn)題。 研究了基于H∞控制理論的縱向控制器設(shè)計(jì)問(wèn)題。選定三種設(shè)計(jì)條件，確定其一作為基準(zhǔn)點(diǎn)分別設(shè)計(jì)縱向增穩(wěn)控制器、俯仰角保持/跟蹤控制器和高度保持/跟蹤控制器，并將它們用于其它兩種設(shè)計(jì)條件。增穩(wěn)控制器直接針對(duì)飛機(jī)縱向運(yùn)動(dòng)方程設(shè)計(jì)。在俯仰角保持/跟蹤控制器的設(shè)計(jì)中，以飛機(jī)的短周期運(yùn)動(dòng)方程為標(biāo)稱受控對(duì)象，采

3、用H∞狀態(tài)反饋控制方法。在高度保持/跟蹤控制器的設(shè)計(jì)中，以飛機(jī)的縱向運(yùn)動(dòng)方程為標(biāo)稱受控對(duì)象，以基準(zhǔn)點(diǎn)俯仰角保持/跟蹤控制系統(tǒng)為內(nèi)回路，采用H∞狀態(tài)反饋控制方法。仿真結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的增穩(wěn)控制器在三種設(shè)計(jì)條件下均具有良好的穩(wěn)定性。設(shè)計(jì)出的俯仰角保持/跟蹤控制器及高度保持/跟蹤控制器均能很快很好的跟蹤外部輸入指令，對(duì)系統(tǒng)不確定性都有很好的魯棒性，能很好的抑制外部干擾，而且在其它兩種設(shè)計(jì)條件下的控制性能與基準(zhǔn)點(diǎn)性能非常接近。而采用最優(yōu)控制在基