基于GKYP引理的三自由度直升機(jī)控制器設(shè)計(jì).pdf

1、直升機(jī)無(wú)論是在軍用還是民用方面都具有廣闊的用途及發(fā)展前景。隨著直升機(jī)飛行任務(wù)的不斷復(fù)雜化，對(duì)直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)的要求越來(lái)越高。直升機(jī)姿態(tài)穩(wěn)定性，跟蹤速度和跟蹤準(zhǔn)確性，以及抗干擾能力等性能一直是備受關(guān)注的控制問(wèn)題。
　　本文針對(duì)直升機(jī)的姿態(tài)穩(wěn)定性、跟蹤性以及魯棒性展開(kāi)研究，以三自由度直升機(jī)為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了基于GKYP引理的魯棒PID控制器和輸入輸出能量解耦控制算法。具體工作如下：
　　首先，基于機(jī)理分析方法建立了三自由度直升

2、機(jī)模型，通過(guò)設(shè)置峰值時(shí)間和阻尼比的方法計(jì)算PID控制器參數(shù)，為直升機(jī)三個(gè)軸設(shè)計(jì)了經(jīng)典PID控制器。
　　其次，基于回路成形思想和GKYP引理，將控制器性能指標(biāo)轉(zhuǎn)化成MATLAB工具箱能求解的線性矩陣不等式。通過(guò)求解線性矩陣不等式來(lái)求解PID控制器參數(shù)，進(jìn)而設(shè)計(jì)了三自由度直升機(jī)三個(gè)軸魯棒PID控制器。這種算法提高了PID控制器的魯棒性能，避免了經(jīng)典PID控制器參數(shù)整定的過(guò)程，同時(shí)也克服了回路成形的缺點(diǎn)。
　　最后，考慮到三自由

3、度直升機(jī)三個(gè)軸的協(xié)調(diào)控制，建立了跟蹤模型，并針對(duì)這一多輸入多輸出強(qiáng)耦合系統(tǒng)，提出了基于GKYP引理的輸入輸出能量解耦算法。這種解耦方法的優(yōu)點(diǎn)是在有限頻率段進(jìn)行解耦的同時(shí)，克服了傳統(tǒng)輸入輸出能量解耦對(duì)模型要求苛刻的缺點(diǎn)。利用這種解耦方法，將三自由度直升機(jī)跟蹤控制模型解耦。然后，對(duì)解耦后的系統(tǒng)設(shè)計(jì)了魯棒PID控制器。
　　本文以固高三自由度直升機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為對(duì)象，進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果驗(yàn)證了所提出控制方法的有效性。文章最后對(duì)其主要工作進(jìn)行