文档介绍：飞机偏航阻尼器的设计一问题描述飞机在飞行的过程中,必须具备一定的静稳定性和动稳定性。许多飞机的荷兰滚模态的阻尼特性差,要求增加偏航阻尼来改善。当飞机的荷兰滚模态的阻尼不足时,一般引入偏航速率(yawrate)信号作为反馈来增加阻尼,同时这样做也可以使驾驶员在驾驶飞机时减少很多困难。飞机横向飞行时可用以下状态空间矢量表示输入变量u:副翼角aileronangle()舵偏角rudderangle()输出变量y:侧滑角sideslipangle(pb)偏航率bodyyawrate()稳态偏航率stabilityaxisyawrate()侧滑角估计值estimateofbeta()其中状态变量x由以下四个分量组成:侧滑角sideslipangle()侧滚率bodyaxisrollrate(r)偏航率bodyyawrate(p)侧滚角bodyrollrate()如图所示:这里以H=35,000英尺,M=,其状态空间描述为:系统开环的特征值多项式系统的零极点图二设计要求:在实际的飞行过程中,通常要求飞机的振荡时间能够较小,同时振荡幅度也不能过大,否则会使飞机在飞行过程中不稳,引起飞机上的乘客不适。因此,偏行阻尼器的设计应该遵循以下几点::衰减速度s:系统离虚轴最近的闭环极点与虚轴间的距离记为s,s越大,系统的非零初态响应的衰减速度越快。:一种表征控制系统性能受参数变化影响程度的量。通常我们总是希望控制系统性能少受参数变化的影响,也即要求对参数变化有较低的灵敏度。ReIms三选择方案:可以选择的方案:经典控制采用H∞∞最优控制设计方案(1)H∞定义:当用D表示复平面的一个开单位圆,D’表示闭单位圆,有这样一个复变函数f(z)在开单位圆内解析,若有且满足则称这类函数组成的空间为H∞空间。对于多变量系统来说,因为在每一个频率点处都将得出一个矩阵,因此引入主导增益的概念来描述这类问题,就是在每一个频率点ω处传递函数阵中提取其最大奇异值,记作δ(ω),这样由δ(ω)随ω变化构成的曲线来描述系统的性能,这一曲线称为主导增益曲线。设计H∞鲁棒控制器就是设计K(S)满足最优控制目标反馈的选择控制框图(2)H∞控制的实现选择其中W1(S)和W3(S)按下述规则:W1(jω)>1,0≤ω≤ωb,且W1(jω)<1,ω>ωb,W3(jω)<1,0≤ω≤ωbH∞控制的实现:构造中间矩阵因此问题可以转化为实现(3)问题的中心:求出k阵使J最小对于此问题