不確定控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)——在直升機(jī)中的應(yīng)用.pdf

1、目前大多數(shù)直升機(jī)都是單旋翼結(jié)構(gòu)，其中的絕大多數(shù)采用尾槳來(lái)平衡單旋翼產(chǎn)生的扭矩，尾槳裝置雖經(jīng)多年發(fā)展而日臻成熟，但因其原理局限，缺點(diǎn)也日漸突出，所以休斯提出了尾梁側(cè)面吹氣增大環(huán)量的方法，利用旋翼尾流的能量提供扭矩替代尾槳以解決這些問(wèn)題，作者也提出過(guò)在尾梁上采用翼面的想法，本文將以部分篇幅驗(yàn)證其可行性。與固定翼飛機(jī)相比，直升機(jī)是一個(gè)穩(wěn)定性更差的飛行器，也更難控制，為了改善穩(wěn)定性和可操縱性、減輕飛行員的負(fù)擔(dān)，后來(lái)實(shí)際使用中的直升機(jī)都裝有增穩(wěn)裝

2、置和自動(dòng)駕駛儀等設(shè)備，本文嘗試針對(duì)直升機(jī)一個(gè)飛行狀態(tài)下的動(dòng)力學(xué)模型設(shè)計(jì)增穩(wěn)控制規(guī)律。 尾流反扭的可行性，將通過(guò)用動(dòng)量法與葉素法結(jié)合求得一架樣例直升機(jī)一個(gè)起飛重量時(shí)懸停狀態(tài)下的旋翼拉力和扭矩配平條件來(lái)粗略衡量。結(jié)合特征值攝動(dòng)理論和控制的目的，本文提出了新的使閉環(huán)極點(diǎn)具有一定魯棒性的目標(biāo)，并仍保留比魯棒控制理論簡(jiǎn)單易用的優(yōu)勢(shì)。在完成靜態(tài)反饋設(shè)計(jì)法后提出了使用同樣計(jì)算路徑的動(dòng)態(tài)狀態(tài)反饋控制器設(shè)計(jì)方法，并提出了利用優(yōu)化算法得到針對(duì)這種目

3、標(biāo)的靜、動(dòng)態(tài)控制器的設(shè)計(jì)方法。 對(duì)懸停旋翼和其尾流的計(jì)算結(jié)果表明，尾梁翼面反扭方案是不現(xiàn)實(shí)的，包括已經(jīng)成功采用休斯NOTAR方案的直升機(jī)其實(shí)也不是真的靠尾梁環(huán)量控制提供相當(dāng)比例扭矩的。在分析計(jì)算結(jié)果后，提出了一些直升機(jī)設(shè)計(jì)方面的改進(jìn)建議。新的魯棒極點(diǎn)設(shè)計(jì)目標(biāo)達(dá)到了一定目的，使用了根軌跡理論的一些概念，初步擺脫了選取極點(diǎn)時(shí)的盲目性。在討論了多參數(shù)同時(shí)攝動(dòng)下根軌跡理論的表現(xiàn)和執(zhí)行器動(dòng)態(tài)特性問(wèn)題后，嘗試用其為直升機(jī)設(shè)計(jì)增穩(wěn)控制規(guī)律。動(dòng)