直升機抗飽和魯棒控制研究.pdf

1、由于直升機具有獨特的飛行能力，如垂直起降、空中懸停、前后左右任意方向飛行等特點，在軍用和民用方面需求日益增多，而直升機是個靜不穩(wěn)定、非線性、強耦合的多變量系統，對它的飛行控制系統的設計是一個很復雜的難題，所以，進行直升機飛行控制技術的研究具有廣泛的應用前景和重要的現實意義。本文主要對直升機全姿態(tài)保持控制和直升機執(zhí)行器飽和控制方面進行了研究。 本文首先概述了直升機的飛行特點，建立了直升機的非線性動力學模型，并對其線性化進行了分析

2、，同時對UH-60A黑鷹直升機的高階線性化數學模型的穩(wěn)定性和響應特性進行了分析。本文在進行控制系統設計之前，使用互質因式模型降階理論對直升機的高階線性模型進行了合理的模型降階。 然后，按照內外回路思想結合魯棒H∞回路成形方法，設計了直升機雙回路飛行控制系統，內回路主要完成直升機的全姿態(tài)保持控制，包括滾轉姿態(tài)角、俯仰姿態(tài)角和偏航姿態(tài)角的同時控制；外回路在內回路的基礎上實現了速度跟蹤。所設計的控制系統基本實現了直升機各通道間的解耦

3、，且具有高帶寬和良好的魯棒性。并按照ADS-33E標準對飛行性能進行了評估，結果表明飛行品質達到1級水平。 最后，本文對直升機的執(zhí)行器飽和問題進行了抗飽和控制器設計方法的研究。首先，介紹了執(zhí)行器飽和的定義，概述了一般抗飽和控制器設計的兩類策略，并分析了抗飽和補償器設計的相關技術；然后，指出直升機抗飽和控制的難點，并在H∞回路成形控制器基礎上，采用一種基于線性矩陣不等式(LMI)的抗飽和控制方法，設計了直升機的抗飽和補償器，并比