四旋翼直升機(jī)控制問(wèn)題研究.pdf

1、四旋翼直升機(jī)這個(gè)概念已經(jīng)出現(xiàn)很久了。據(jù)報(bào)道，1907年，Breguet-Richet四旋翼直升機(jī)“旋翼機(jī)1號(hào)”已經(jīng)飛了起來(lái)。近年來(lái)，四旋翼直升機(jī)又引起了人們極大的興趣。本文對(duì)四旋翼直升機(jī)進(jìn)行了非線性建模，并且基于該四旋翼直升機(jī)線性模型設(shè)計(jì)了H∞回路成形控制器，用來(lái)保證其魯棒穩(wěn)定性和跟蹤特性。
　　首先，四旋翼直升機(jī)是一種六自由度的垂直起降機(jī)VTOL(VerticalTakeOffandLanding)，因此非常適合靜態(tài)和準(zhǔn)靜態(tài)條件

2、下飛行；但是，從另一方面來(lái)說(shuō)，四旋翼直升機(jī)有四個(gè)輸入力，同時(shí)卻有六個(gè)輸出，所以它又是一種欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(欠驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是指少輸入多輸出系統(tǒng))。通常的旋翼式直升機(jī)具有傾角可以變化的螺旋槳，而四旋翼直升機(jī)與此不同，它的前后和左右兩組螺旋槳的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，并且通過(guò)改變螺旋槳速度來(lái)改變升力，進(jìn)而改變四旋翼直升機(jī)的姿態(tài)和位置。但是，由于四旋翼直升機(jī)是通過(guò)改變螺旋槳速度實(shí)現(xiàn)升力變化的，這樣會(huì)導(dǎo)致其動(dòng)力不穩(wěn)定，所以就需要能夠確保長(zhǎng)期穩(wěn)定控制方法。因此，本文對(duì)

3、四旋翼直升機(jī)進(jìn)行了非線性建模，同時(shí)也給出了四旋翼直升機(jī)H∞回路成形控制器設(shè)計(jì)的準(zhǔn)LPV模型。
　　本文提出了四旋翼直升機(jī)的H∞回路成形控制問(wèn)題。H∞回路成形飛行控制器設(shè)計(jì)程序結(jié)合了古典回路成形和模型H∞魯棒穩(wěn)定性的帶寬概念。該方法首先由McFarlane和Glover提出，現(xiàn)在已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用了。基于得到的準(zhǔn)LPV模型，設(shè)計(jì)了H∞回路成形控制器用于四旋翼直升機(jī)的垂直速度，俯仰角，滾動(dòng)角和偏航速率的控制。
　　為了進(jìn)行有關(guān)的