基于H-,∞-控制的魯棒飛行控制系統(tǒng)設計研究.pdf

1、隨著對飛機安全性和飛行品質要求的不斷提高，魯棒飛行控制系統(tǒng)設計受到廣泛重視。論文主要研究橫側向魯棒飛行控制器設計問題，將H∞控制理論應用于具有系統(tǒng)不確定性和擾動情況下的飛行控制器設計中，并對設計的控制器進行系統(tǒng)仿真驗證。論文做了以下幾方面的研究工作： (1)簡要論述魯棒H∞控制論的發(fā)展現(xiàn)狀及應用，分析了目前飛行控制系統(tǒng)的研究方法和發(fā)展狀況，敘述了魯棒飛行控制系統(tǒng)設計的研究背景及意義。 (2)研究了系統(tǒng)不確定性描述方法與分

2、類，系統(tǒng)結構參數(shù)變化特性轉化為系統(tǒng)不確定性的方法，含有不確定性系統(tǒng)的魯棒穩(wěn)定性條件。分析了飛行控制系統(tǒng)存在不確定性而引起的控制律設計的復雜性，研究了飛行控制系統(tǒng)建模問題和穩(wěn)定性問題，對橫側向飛行控制系統(tǒng)進行了模態(tài)分析。 (3)研究了將橫側向飛行控制律設計問題轉化為標準H∞控制問題的方法，針對橫側向飛行控制系統(tǒng)模型利用狀態(tài)反饋控制方法進行魯棒飛行控制器設計，應用H∞控制理論對給定的三種典型飛行條件進行橫側向穩(wěn)定控制器、滾轉角保持與

3、跟蹤控制器和消除側向偏離控制器設計。 (4)采用H∞范數(shù)作為結構攝動大小的評價標準，在系統(tǒng)具有47﹪的結構攝動情況下，閉環(huán)系統(tǒng)動態(tài)性能仍然很好。滾轉角跟蹤過程閉環(huán)系統(tǒng)滾轉角的響應非常迅速，側滑角能夠保持在較小的范圍內，并且很快收斂到零。側向偏離控制器跟蹤誤差收斂速度很快。 應用H∞控制理論設計的橫側向魯棒飛行控制器不僅使得閉環(huán)系統(tǒng)不僅對模型的參數(shù)變化和結構攝動具有魯棒穩(wěn)定性，而且對外界干擾具有很強的抑制能力，使系統(tǒng)的動態(tài)