基于變結(jié)構(gòu)理論的飛機(jī)俯仰通道設(shè)計.pdf

1、飛行控制系統(tǒng)是伴隨著飛機(jī)的發(fā)明而出現(xiàn)的。飛行控制系統(tǒng)的使用可以極大地改善飛機(jī)性能，減輕駕駛員的工作負(fù)擔(dān)。隨著飛機(jī)飛行包線的擴(kuò)大，飛行任務(wù)也越來越復(fù)雜，復(fù)雜多變的飛行環(huán)境使飛機(jī)的參數(shù)攝動和外干擾很大，系統(tǒng)本身具有的非線性與多參量特性也對飛行控制系統(tǒng)提出了更高的要求。飛機(jī)的性能更大程度地依賴于飛行控制系統(tǒng)的可靠程度。飛行控制系統(tǒng)是飛機(jī)的重要組成部分，飛行控制系統(tǒng)的水平對飛機(jī)的性能和安全性起著決定性作用，對飛行控制系統(tǒng)的技術(shù)研究也就顯得尤為重

2、要。
　　 本文針對飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)，重點對其俯仰通道進(jìn)行基于變結(jié)構(gòu)理論的控制律設(shè)計，并對設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析和驗證。
　　 首先，建立飛機(jī)運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型，并將飛機(jī)的空間運(yùn)動進(jìn)行解耦及線性化處理，得到飛機(jī)縱向通道的線性化方程。
　　 其次，在對典型飛行控制系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理及基本分析方法有了一定了解的基礎(chǔ)上，將研究重點集中在縱向運(yùn)動的短周期模態(tài)上，利用傳統(tǒng)PD控制設(shè)計了飛機(jī)俯仰通道自動飛行控制系統(tǒng)，并對控制

3、結(jié)果進(jìn)行仿真分析。
　　 然后，介紹變結(jié)構(gòu)控制原理，利用變結(jié)構(gòu)控制對系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)攝動以及系統(tǒng)外部干擾具有不變性的特點設(shè)計飛機(jī)的飛行控制系統(tǒng)。本文在設(shè)計切換函數(shù)時選擇指數(shù)趨近律來削弱抖振，并且考慮系統(tǒng)控制受限的因素再將符號函數(shù)高增益化減抖方法應(yīng)用在指數(shù)趨近律中，利用這種復(fù)合的減抖方法削弱變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)的抖振。
　　 最后，利用Matlab對設(shè)計的變結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真驗證，并與傳統(tǒng)PD控制結(jié)果進(jìn)行對比。仿真結(jié)果表明，在飛機(jī)