模型直升機有限時間滑模變結構控制.pdf

1、近十年，無人直升機的飛控技術得到了快速發(fā)展，無人直升機的有限時間控制技術也越來越被關注。并且在某些應用中需要無人直升機在有限的時間內(nèi)達到懸停，例如無人機編隊飛行?；诖?，本文利用終端滑模來實現(xiàn)模型直升機的有限時間懸?？刂坪颓帮w控制。
　　首先，本文建立了模型直升機數(shù)學模型。為此，本文將模型直升機分解成機身，主旋翼，平衡桿，尾旋翼，水平尾翼和垂直尾翼等六個子系統(tǒng)。然后分別對這六個子系統(tǒng)建立數(shù)學模型，并且通過分析這些子系統(tǒng)之間的耦合關

2、系得到完整的模型直升機的數(shù)學模型。此外，本文著重分析了模型直升機平衡桿的揮舞運動學，以及其與主旋翼揮舞運動學之間的關系。同時，本文對模型直升機在近似懸停的狀態(tài)下的部分氣動模型進行了線性化簡化。
　　其次，本文采用多回路控制結構設計了模型直升機的懸?？刂破??？紤]到模型直升機欠驅(qū)動特性，以及平動回路和姿態(tài)回路的級聯(lián)特性，本文采用多回路控制結構設計了模型直升機的懸?？刂破?。其中，針對平動回路設計了有限時間滑模變結構控制器，姿態(tài)回路采用了

3、PID控制器。通過比較幾種終端滑模面和趨近律優(yōu)劣，選擇了一種合適的終端滑模面和趨近律?；趹彝顟B(tài)的定義，本文使用該終端滑模和趨近律設計了模型直升機的有限時間懸?？刂破?。通過仿真發(fā)現(xiàn)控制器存在的抖振現(xiàn)象，因而本文使用了一種連續(xù)函數(shù)來代替終端滑模中的符號函數(shù)，并通過仿真驗證了使用該函數(shù)能有效的減弱抖振。
　　最后，本文將有限時間滑模變結構控制方法應用到前飛控制器的設計?；谇帮w狀態(tài)的定義，本文使用相同的方法設計了模型直升機的有限時間