涵道式飞行车辆综合鲁棒控制技术研究

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涵道式飞行车辆综合鲁棒控制技术研究
旋翼式飞行车辆,包括直升机,多旋翼和涵道风扇式飞行器,由于具备垂直起降、悬停和多种机动飞行的能力,因而可以完成很多重要的任务,例如:在一些危险的环境或地面车辆无法抵达的情况下执行侦查、运输、数据获取等任务。近些年来,欠驱动式无人飞行器的控制问题以及与其相关的应用吸引了大学科研机构、工业界以及军用领域越来越多的兴趣。
本文针以一种新型的涵道风扇式飞行车辆为研究对象,对其自动飞行控制问题开展研究。以现代多变量鲁棒控制技术为基础分别结合多种混合性能指标以及非光滑优化算法,设计了多回路级联式的飞行控制系统以同时满足系统的快速性、精确性、鲁棒性、抗干扰性,以及低能量消耗等指标要求。
本文应用先进的非光滑优化算法来解决控制器结构约束下的鲁棒控制问题、大包线飞行控制问题,以及执行器抗饱和问题。论文的主要内容如下:1.研究了飞行动力学机理建模和频域辨识建模相结合的涵道式飞行车辆综合建模问题。
通过机理模型推导出适合辨识的最小复杂度飞行器动力学模型,不仅减轻了对模型分析过程的负担,降低了飞行辨识和模型修正的难度,而且便于设计高性能的控制器。2.研究了鲁棒悬停控制问题。 ...

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关键词：鲁棒控制 飞行器动力 控制问题 飞行控制 控制系统