三自由度直升機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制策略研究.pdf

1、直升機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)非線性、多變量、強(qiáng)耦合的復(fù)雜系統(tǒng)，難以建立精確的數(shù)學(xué)模型，而且直升機(jī)在實(shí)際飛行過程中也存在著諸多不確定因素。因此，設(shè)計(jì)的飛行控制系統(tǒng)必須使得直升機(jī)能夠快速地響應(yīng)飛行員的操作命令，并且對(duì)外界干擾具有較強(qiáng)的魯棒性，以保證直升機(jī)的穩(wěn)定飛行。本文以三自由度直升機(jī)模型模擬仿真縱列式雙旋翼直升機(jī)的飛行狀況，設(shè)計(jì)了飛行控制器跟蹤控制直升機(jī)的飛行姿態(tài)，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了算法的有效性。全文包括以下幾個(gè)部分：
　　 首先，本文簡要介紹

2、了直升機(jī)的特點(diǎn)及其分類，現(xiàn)代飛行控制系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r，基于三自由度直升機(jī)模型的研究現(xiàn)狀及優(yōu)缺點(diǎn)。詳細(xì)地介紹了直升機(jī)模型的硬件、軟件結(jié)構(gòu)組成及其飛行運(yùn)動(dòng)方式。在直升機(jī)理想穩(wěn)定飛行位置，基于三個(gè)軸上的動(dòng)力學(xué)方程建立了直升機(jī)系統(tǒng)的線性數(shù)學(xué)模型，并分析了數(shù)學(xué)模型的穩(wěn)定性、能控性和能觀性。
　　 其次，介紹了PID控制器、模糊控制器、模糊自整定PID控制器基本原理及其各自優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)直升機(jī)線性數(shù)學(xué)模型，為直升機(jī)的三個(gè)軸分別設(shè)計(jì)了三個(gè)基于LQ

3、R的常規(guī)PID控制器。針對(duì)直升機(jī)的高度軸和旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)了兩個(gè)模糊自整定PID控制器以跟蹤控制直升機(jī)的飛行高度和飛行速度。對(duì)于兩種控制策略都設(shè)計(jì)了無/有ADS擾動(dòng)兩組實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)比常規(guī)PID控制器和模糊自整定PID控制器的控制效果，得知模糊自整定PID控制器不僅使得直升機(jī)能夠更快地跟蹤給定的飛行姿態(tài)，而且使得直升機(jī)系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性和魯棒性。
　　 再次，介紹了保性能控制的基本原理和線性矩陣不等式工具箱?？紤]直升機(jī)模型實(shí)際飛行時(shí)高