二自由度飞行姿态模拟器控制系统设计

发布时间：2017-09-10 01:12

  本文关键词：二自由度飞行姿态模拟器控制系统设计

  更多相关文章： 飞行姿态实验系统 非线性 变参数系统 鲁棒变增益

【摘要】：二自由度飞行姿态模拟器系统在控制领域中属于复杂的控制系统,除去系统本身机械特性,实际系统运行过程中具有复杂的空气动力学特性,以及受飞行姿态的影响,系统体现了控制科学中常见的多变量,多输入多输出,非线性,系统模型不确定性,耦合,参数时变以及自然不稳定等性质。本文对实验室的飞行姿态模拟实验装置进行了深入研究,针对此对象,利用欧拉-拉格朗日方程建立了系统的非线性动力学模型,并且根据实际装置存在的控制问题,设计了控制器,并进行了仿真验证。首先,分析系统整体结构,包括机械结构,电气系统,以及系统实时控制程序,并能够调试系统,改写系统控制算法程序。根据动力学原理,利用欧拉-拉格朗日方程对实验系统建立了多输入多输出的非线性动力学模型,并通过实际实验,利用辨识算法确定装置中的不确定参数。其次,针对系统非线性模型,基于非线性系统的控制理论,参考伺服系统跟踪问题的设计思想,设计了积分型具有鲁棒性的状态反馈控制器,进行了仿真验证。最后,针对系统具有多个工作点,在系统工作范围内系统模型具有变参数的特性,以及系统存在的不确定性干扰等因素,设计了具有?H性能指标的多胞变增益状态反馈控制器,仿真验证了控制器的有效性。
【关键词】：飞行姿态实验系统 非线性 变参数系统 鲁棒变增益
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V216.8;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-14
• 1.2.1 研究和应用现状9-13
• 1.2.2 鲁棒变增益系统的研究现状13-14
• 1.3 课题主要研究内容14-16
• 第2章 飞行姿态模拟器实验系统16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 实验系统机械结构介绍16-18
• 2.3 电气系统以及软件控制程序18-21
• 2.3.1 电气系统18-19
• 2.3.2 软件控制程序19-21
• 2.4 飞行姿态模拟器实验21-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第3章 动力学建模及控制律设计25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 运用拉格朗日函数建立动力学模型25-31
• 3.2.1 动力学模型的建立25-28
• 3.2.2 电机电压与实际驱动力之间的关系28-31
• 3.3 状态反馈控制器的设计31-33
• 3.3.1 模型分析31-32
• 3.3.2 状态反馈控制器的设计32-33
• 3.4 积分型状态反馈控制器的设计与仿真33-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 基于多胞LPV系统的控制器设计41-61
• 4.1 引言41
• 4.2 系统描述41-44
• 4.2.1 不确定性描述41-42
• 4.2.2 系统的LPV多胞模型42-44
• 4.3 实际非线性系统的多胞LPV建模44-46
• 4.3.1 非线性系统的LPV模型表示44-45
• 4.3.2 LPV模型的多胞形转换45-46
• 4.4 多胞LPV系统H_∞控制器设计46-51
• 4.4.1 控制器设计相关定理46-49
• 4.4.2 状态反馈H∞ 控制器设计49-51
• 4.5 二自由度模拟器系统控制器设计与仿真分析51-60
• 4.5.1 系统模型51-52
• 4.5.2 控制器设计与仿真52-60
• 4.6 本章小结60-61
• 结论61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果66-68
• 致谢68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 沈明辉;周伯昭;;全局稳定增益调度法在导弹自动驾驶仪中的应用研究[J];弹箭与制导学报;2006年S8期

2 张刘;段广仁;王子华;;二自由度飞行姿态模拟器建模及其鲁棒输出调节[J];仪器仪表学报;2006年S1期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵笑笑;基于三自由度双旋翼系统的控制方法研究[D];西华大学;2006年

，

本文编号：823851