非线性动态逆在飞行器姿态控制中的应用研究.pdf

中国民用航空学院
硕士学位论文
非线性动态逆在飞行器姿态控制中的应用研究
姓名:徐见源
申请学位级别:硕士
专业:导航、制导与控制
指导教师:张鹏
20040213
摘要本文讨论了非线性动态逆系统方法在飞行器姿态控制中的应用,利用该方法为“海猩”飞机设计了飞行控制器,作为作者硕士论文的主要成果。近年来,由于机载计算机计算能力的增强,非线性动态逆的概念已经吸引了很多研究者的兴趣。非线性动态逆方法与传统的线性近似方法的主要不同点在于,它采用精确的状态变换和反馈方法来获得哈佛蓝飞机公司制造的,本文以其为被控对象进行姿态控制器的设计。采用致哿丝刂坡傻纳杓谱荚蚣捌分室G螅⒕荽斯娣兑G罄慈范ǹ刂破鞯牟问总之,论文的成果为锌刂破鞯纳杓铺峁┮惶跣碌姆椒ê屯揪叮苑尚衅髯颂关键词:飞行控制,飞线性动态逆,姿态控制,“海狸”,仿真。一个精确的线性化系统,而不是通过近似的线性化方法。“海狸”是加拿大迪·/作为非线性动态逆飞行控制器的开发和设计环境。论文的主要内樯芰朔尚辛ρУ囊话阒J恫⒁敕尚衅鳌癉@辍钡氖P汀致哿朔窍咝远娴幕靖拍睿⒔樯芰肆街掷梅窍咝远娴姆椒ǎ即纯非线性动态逆方法和层叠结构非线性动态逆方法,并给出了这两种方法对比的一个芯苛朔窍咝远嬗糜诜尚衅髯颂刂频目刂撇呗院头椒ǎ⒕荽私芯体的动态逆控制器的设计。由于该方法本身特点的要求,讨论了系统的鲁棒性问题。这些是本论文的重要内容。值。最后采用/工具对整个控制系统进行仿真,给出仿真结构图、分析结果并给出结论。控制器的设计具有一定的参考价值和应用价值。容包括:例子。
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研究生签名:撇翩签名:趱日期:塑色址研究生签名:幽同超生鳎呵中国民用航空学院学位论文独创性声明中国民用航空学院学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中国民用航空学院或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。期:中国民用航空学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权中国民用航空学院研究生部办理。
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第一章前言课题研究的内容、意义和方法本章介绍本课题研究的内容、意义、研究方法和国内外飞行控制技术发展状况,并飞行控制系统按照机械操纵系统⒃鑫认低、控制增稳系统和电传操纵系统墓萄莼O执尚锌刂萍际跸蛑鞫刂萍际酢⒆酆峡刂技术、主动安全技术和智能控制技术的方向发展。飞行控制系统功能逐渐增多,结构越来越复杂,和其他系统的交联也更多,信号关系更复杂。传统的设计制造方法已经不能满足现代飞控系统研制的要求。对于我国来讲,航空技术比较落后,飞控系统的研制、设计、制造水平同国际先进水平差距较大,探索新的设计方法尤为重要。国外很多研究机构都在进行现代飞行控制技术和理论的研究,并取得了大量的研究成果。课题旨在为飞行控制器的设计提供一条新的方法和途径,以突破传统设计方法的局限性,对飞行器姿态控制器的设计具有一定的参考价值和应用价值。本文的主要内容是利用非线性动态逆方法为“海狸”飞机设计姿态控制器。首先介绍了飞行力学的一般知识并引入飞行器“海狸”的数学模型,随后讨论了非线性动态逆的基本概念,并介绍了两种利用非线性动态逆的方法,研究了非线性动态逆用于飞行器姿态控制的控制策略和方法,并据此进行具体的控制器的设计,由于该方法本身特点的要求,讨论了系统的鲁棒性问题。还引入了控制律的设计准则及品质要求,并据此规范要求来确定控制器的参数值,最后采用/行器的数学模型及飞行控制系统的理论分析,找到解决问题的方法,然后依托统控制上的复杂性,’给控制理论的应用带来巨大的困难。几种情况:苫低潮旧硭逃械