基于變結構理論的飛機俯仰通道設計.pdf

1、飛行控制系統(tǒng)是伴隨著飛機的發(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性能，減輕駕駛員的工作負擔。隨著飛機飛行包線的擴大，飛行任務也越來越復雜，復雜多變的飛行環(huán)境使飛機的參數(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)是飛機的重要組成部分，飛行控制系統(tǒng)的水平對飛機的性能和安全性起著決定性作用，對飛行控制系統(tǒng)的技術研究也就顯得尤為重

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

3、結果進行仿真分析。
　　 然后，介紹變結構控制原理，利用變結構控制對系統(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計飛機的飛行控制系統(tǒng)。本文在設計切換函數(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用在指數(shù)趨近律中，利用這種復合的減抖方法削弱變結構控制系統(tǒng)的抖振。
　　 最后，利用Matlab對設計的變結構控制系統(tǒng)進行仿真驗證，并與傳統(tǒng)PD控制結果進行對比。仿真結果表明，在飛機