文档介绍：西北工业大学
硕士学位论文
鲁棒控制在某型直升机飞控系统设计中的应用
姓名:谢蓉
申请学位级别:硕士
专业:控制理论与控制工程
指导教师:王新民
20070301
摘要鲁棒控制方法——巩控制和保性能控制的概念、数学基础以及设计过程,提炼直升机一般是静不稳定的,直升机飞行控制系统是一个非线性、多变量、强耦合的复杂系统,再加上直升机旋翼本身的气动特性十分复杂,直升机在实际的机动飞行中也存在着诸多不确定因素,因此,在设计直升机飞行控制器时,有必要使它对未知不确定性和外界干扰均具有很强的鲁棒性,以保证直升机飞行时的本文所做工作如下所述:首先,本文简要分析了直升机的特点以及直升机飞行控制系统的发展状况,引出了直升机飞行控制系统对鲁棒控制的需求。其次,本文建立了直升机的数学模型,并且详细介绍了本文中所采用的两种出了这两种鲁棒控制方法实现的关键技术,例如:线性矩阵不等式的建立、加权矩阵的选取、优化过程的实现以及ぞ呦涞氖褂玫鹊取最后,在本文的后两章中,主要研究了当存在外界扰动或系统不确定性的情况下,直升机鲎颂堑奈榷ㄎ侍狻>咛遄龇ㄊ谴罱ㄖ鄙低匙刺蠢∧P停ぞ呦涠云浣蟹抡妫⒔ǹ刂菩Ч胗τ么砅方法得到的控制效果控制器能够有效地抑止闭环系统的扰动、增强系统的稳定性,提高系统的鲁棒性能,充分体现了鲁棒控制方法在该系统设计中具有增强系统稳定性和鲁棒性能等本文的研究不仅仅是理论上的探讨,更着眼于将先进的控制理论应用于工程实际,在一定程度上解决了直升机复杂系统的控制稳定性问题,为直升机飞行控关键词:直升机,飞行控制系统,鲁棒控制,鼠。控制,稳定和安全。选取飞行状态对应为高空高速、正常平飞时的某组飞行数据,采用中进行了对比。通过对比仿真结果表明,采用鲁棒控制方法设计的直升机鲁棒飞行方面的优点。制器的设计提供了一种新的思路和途径。保性能控制
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第一章绪论§⒄估芳胺掷唷】人类有史以来就向往着能够自由飞行。在古代,生产力水平低下,不能够造的起点。“竹蜻蜒”利用螺旋桨旋转时产生的空气动力实现垂直升空,演示了现代直升机旋翼的基本工作原理。世纪初为直升机发展的探索期,多种试验性机型相继问世,但仍存在许多亟待解决的问题。到世纪年代末期,直升机随着直升机的不断发展,其应用范围越来越广,种类和数量也逐渐增多。在经历了几项重大的突破性进展之后,从技术特征上看,直升机大体可以分为四代:第一代直升机:第一架可以正式飞行的直升机于世纪年代末问世,从那时起至年代初期,为第一代直升机的发展阶段。其主要技术特征是:安装活塞式发动机;金属/木质混合式旋翼桨叶;机体为由钢管焊接成的铝合金半硬壳式结构;装有简易的仪表和电子设备。最大前飞速度约达痟,整机振动水平糘.、噪声水平细摺5湫偷幕陀忻滓、第二代直升机:从年代初期到年代中期,是第二代直升机的发展时期。其主要技术特征是:安装了第一代涡轮轴式发动机;全金属桨叶与金属铰接式桨毂构成的旋翼;机体主要仍为铝合金半硬壳式结构;开始采用最初的集成微电子有所降低。典型的机型有米一ⅰ俺品洹钡取第三代直升机:从年代中期至年代末,属于第三代直升机发展时期。其主要技术特征:安装第二代涡轮轴式发动机;采用全复合材料桨叶及带有弹性元件的桨毂构成的旋翼;机体结构部分使用复合材料;采用大规模集成电路的电子设备和较先进的飞行控制系统。最大飞行速度约达痟,振动水平⒃肷约纸徊降玫娇刂啤5湫偷幕陀小昂k唷薄ⅰ吧出实际的直升机,中国人的“竹蜻蜒”和意大利人达·芬奇的直升机方案图,为现代直升机的发明提供了启示,指出了正确的思维方向,被公认为直升机发展史迅速改进到了能够实用的程度。等。设备。最大平飞速度约达痟,振动水平糘.、噪声水平猫”、“黑鹰”、“阿帕奇”等。第四代直升机:从年代以来,直升机技术发展进入第四代,也是当今最弧北工业大学硕十论文第一章绪论第
.鄙闹饕L氐得到良好控制。典型机型有“科曼奇”、等。按照用途不同,直升机又可以分为民用和军用两大类。民用可以分为:通用高,在其他领域也发挥出越来越大的作用。直升机成为继固定翼飞机之后发展最快、应用最广的航空器,直升机技术也成为航空高科技的重要组成部分,受到了所以直升机有诸如垂直起降、悬停、侧飞等其他飞行器所不具备的优越的低空性能,以及并不逊色的高空高速性能。具体地说,直升机能够依靠旋翼做为主要天气条件和地面环境下执行各种任务,例如海上搜救、反潜、战场侦察、对地攻击以及后勤运输等等。对于直升机来说,其旋翼气动合力与重心的垂直距离比较近,旋翼气动合力偏斜对重一纬傻牟僮萘氐谋浠步闲。⑶矣捎谥鄙南煊χ秃蟊冉洗螅以在飞行员操纵驾驶杆后直升机的反应也就相对迟缓。所以直升机的操纵远较一般固定翼飞机复杂。再加上直升机本身的稳定性就比先进的