綜合QFT與H∞方法的直升機(jī)飛行控制研究.pdf

1、飛行員在操控直升機(jī)時(shí),由于協(xié)調(diào)動(dòng)作過多、操作反應(yīng)有延遲從而一直處于高度緊張狀態(tài),承受很大的工作負(fù)荷。從這方面說,直升機(jī)的操作比固定翼飛機(jī)更難。因此,使用直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)來提高飛行品質(zhì)、緩解飛行員的操作壓力是十分有必要的。直升機(jī)是一個(gè)多輸入多輸出、軸間耦合復(fù)雜、高階次、非線性的復(fù)雜系統(tǒng),不僅具有非常寬廣的飛行包線而且其動(dòng)力學(xué)模型還會(huì)因?yàn)轱w行狀態(tài)的改變而產(chǎn)生大幅度的變化,這些情況都給直升機(jī)飛行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來了很大的困難。在此背景下,本

2、文使用 QFT與H∞相結(jié)合的方法對(duì)直升機(jī)飛行控制器做了設(shè)計(jì)研究。本文主要內(nèi)容可以分為以下三個(gè)部分:
　　1、通過對(duì)UH-60A直升機(jī)的飛行動(dòng)力學(xué)建模分析獲得了直升機(jī)的非線性動(dòng)力學(xué)模型,經(jīng)線性化后得到28階的直升機(jī)線性化模型。分析該模型的穩(wěn)定性和極點(diǎn)位置,分析結(jié)果表明直升機(jī)本身具有不穩(wěn)定性,且各模態(tài)之間耦合情況十分的嚴(yán)重。本部分最后對(duì)軍用旋翼機(jī)操縱品質(zhì)要求ADS-33E的相關(guān)性能指標(biāo)作了分析。
　　2、分別分析了定量反饋理論(

3、QFT)和內(nèi)/外回路設(shè)計(jì)中使用到的回路成形H∞方法。定量反饋理論在應(yīng)用于多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)時(shí)需要先將多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)等效變換為多輸入單輸出(MISO)系統(tǒng),由于本文研究的對(duì)象是直升機(jī)28階的高階模型,所以這種等效轉(zhuǎn)換是十分繁瑣的。利用直升機(jī)的內(nèi)/外回路設(shè)計(jì)思想,使用回路成形方法設(shè)計(jì)解耦控制器可以實(shí)現(xiàn)直升機(jī)系統(tǒng)內(nèi)回路四個(gè)通H∞道的解耦從而完成MIMO系統(tǒng)的等效變換。將兩者綜合起來,先進(jìn)行解耦再對(duì)內(nèi)/外回路設(shè)計(jì)后的閉環(huán)