三自由度双旋翼直升机模拟机控制方法研究
The Control Method Study of 3-DOF Twin Rotor Helicopter Model
直升机具有静不稳定性,其飞行控制系统是一个非线性、多变量、强耦合的复杂系统,再加上直升机旋翼本身的气动特性十分复杂,在实际的飞行中也存在着诸多不确定因素.因此,在设计直升机飞行控制器时,有必要使它对未知不确定性和外界干扰均具有很强的鲁棒性,以保证直升机飞行时的稳定和安全.由于直升机的飞行试验危险性大,传感器成本高,采用实际飞行验证控制算法存在很多安全隐患.本课题以三自由度直升机模型为研究对象,采用基于系统分解的LQR控制方法和基于混合灵敏度H∞控制方法对直升机控制进行了研究:1、建立了被控对象的线性不确定数学模型.通过将数学模型中的有界非线性参数转换为系统参数的不确定性,结合系统固有的参数摄动,共同构成系统线性不确定模型;2、利用分解控制原理,将三自由度直升机模型系统分为两个子系统,分别采用PID和LQR控制方法进行控制器设计并进行了数字仿真、实验研究;3、基于混合灵敏度的设计方法,进行了三自由度直升机模型系统的鲁棒H∞控制器设计,并进行计算机仿真和实验研究.通过数字仿真与系统实验结果的对比,可以得到基于混合灵敏度的H∞控制方法设计的直升机鲁棒飞行控制器能够有效地抑制外界干扰与参数摄动,使得整个系统具有较强的鲁棒稳定性,能够很好地实现飞行轨迹跟踪.
- 作者：
- 赵昌丽
- 学位授予单位：
- 中国民航大学
- 专业名称：
- 控制理论与控制工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2010年
- 导师姓名：
- 王修岩
- 中图分类号：
- V275.1；V249.1
- 关键词：
- 三自由度直升机；不确定性；混合灵敏度
- three-degree of freedom helicopter; uncertainty; mix sensitivity;