魯棒飛行控制系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、飛行控制系統(tǒng)對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，飛機動力學(xué)參數(shù)也會隨之改變，而且大氣紊流和陣風(fēng)對飛機飛行穩(wěn)定性也會產(chǎn)生很大的影響。由于這些因素的存在，飛行控制系統(tǒng)必須對未知不確定性及外界擾動具有很強的魯棒性。本文主要研究魯棒飛行控制系統(tǒng)設(shè)計問題，重點研究縱向飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計。 簡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)計方法，對魯棒控制理論的發(fā)展也進行了簡要的論述?；陲w機

2、的縱向運動方程，分析了氣動導(dǎo)數(shù)對飛機縱向運動的影響。重點介紹了系統(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)定性等問題。 研究了基于H∞控制理論的縱向控制器設(shè)計問題。選定三種設(shè)計條件，確定其一作為基準點分別設(shè)計縱向增穩(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)計條件。增穩(wěn)控制器直接針對飛機縱向運動方程設(shè)計。在俯仰角保持/跟蹤控制器的設(shè)計中，以飛機的短周期運動方程為標稱受控對象，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)計中，以飛機的縱向運動方程為標稱受控對象，以基準點俯仰角保持/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)計的增穩(wěn)控制器在三種設(shè)計條件下均具有良好的穩(wěn)定性。設(shè)計出的俯仰角保持/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)計條件下的控制性能與基準點性能非常接近。而采用最優(yōu)控制在基