三自由度直升機實驗系統(tǒng)控制策略的研究.pdf

1、直升機具有復雜的動力學特性和多變的飛行狀態(tài)，其動力學特性隨著飛行高度和飛行狀態(tài)而發(fā)生相應的變化，且具有非線性、多變量耦合等特點，通常難以用精確的數(shù)學模型來描述。至今，國內(nèi)外有許多學者和研究人員一直在提高其控制性能方面進行著不懈的研究。通過對直升機系統(tǒng)進行建模、設計、仿真與實驗，可以推動和加深控制理論和技術在復雜控制系統(tǒng)中的應用。因此，研究直升機的控制理論方法與控制器的設計具有很強的實際意義。
　　 本文以固高公司出品的三自由度直

2、升機實驗系統(tǒng)為控制對象，針對直升機自身復雜性等特點，對三自由度直升機模型進行了系統(tǒng)分析。通過系統(tǒng)數(shù)學模型的建立，分析出該系統(tǒng)具有耦合的特性，針對耦合特性，設計常規(guī)PID控制器與對角解耦矩陣配合對被控對象進行控制?？紤]到系統(tǒng)被控對象參數(shù)不確定的因素，以及PID控制器不能很好適應參數(shù)時變的被控對象等因素，設計模糊控制器對被控對象進行控制，該方法克服了常規(guī)PID控制器的不足，控制效果比較理想。同時，利用PID控制器與模糊控制器兩者在控制上各自

3、的優(yōu)點，設計了模糊與PID混合加權控制對被控對象進行控制的控制器。該控制器突出了PID控制器的控制平滑特性與模糊控制器的自適應性，比較好的實現(xiàn)了三自由度直升機實驗系統(tǒng)的姿態(tài)控制。
　　 該直升機實驗系統(tǒng)應用的GT-400-SV PCI運動控制卡可以方便的控制螺旋槳的速度，及時返回實際運動參數(shù)，從而達到控制直升機飛行姿態(tài)的目的。利用該控制卡的功能，針對控制系統(tǒng)不能良好的實現(xiàn)緩慢停止這個動作的問題，在仔細分析了系統(tǒng)的結構并對系統(tǒng)硬件