無(wú)人機(jī)多模態(tài)控制律的設(shè)計(jì)及仿真驗(yàn)證.pdf

1、航空電子系統(tǒng)是無(wú)人機(jī)重要的機(jī)載子系統(tǒng)，其性能與可靠性直接影響無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的任務(wù)性能和戰(zhàn)場(chǎng)生存能力。飛行仿真模塊是支撐航電系統(tǒng)綜合仿真的一個(gè)重要功能模塊，對(duì)于輔助現(xiàn)代航電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與測(cè)試具有重要的價(jià)值。本論文面向某無(wú)人機(jī)航電系統(tǒng)綜合仿真的實(shí)際要求，完成了多模態(tài)控制律設(shè)計(jì)的需求分析、無(wú)人機(jī)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的線性化處理、典型飛行控制模態(tài)常規(guī)控制律的設(shè)計(jì)、姿態(tài)控制魯棒性增強(qiáng)設(shè)計(jì)、以及控制律的綜合測(cè)試與驗(yàn)證等工作。具體的研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：<

2、br>　　首先，結(jié)合某無(wú)人機(jī)航空電子系統(tǒng)的綜合仿真需要和飛行仿真軟件的開發(fā)需求，完成了無(wú)人機(jī)多模態(tài)控制律的設(shè)計(jì)需求分析，采用模塊化設(shè)計(jì)思想，完成了總體方案設(shè)計(jì)，并給出了研究的技術(shù)路線。
　　然后，依據(jù)六自由度方程組，建立無(wú)人機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)非線性模型。為了便于控制律的設(shè)計(jì)，運(yùn)用小擾動(dòng)的方法將模型進(jìn)行了線性化處理。在線性模型基礎(chǔ)上，完成常規(guī)PID控制器的分析和設(shè)計(jì)，并對(duì)無(wú)人機(jī)俯仰姿態(tài)控制和滾轉(zhuǎn)姿態(tài)控制進(jìn)行了仿真，結(jié)果表明所設(shè)計(jì)的控

3、制律在一定程度上能夠滿足工程需要。
　　接著，分析PID控制律存在的一些性能不足，例如，導(dǎo)致閉環(huán)系統(tǒng)響應(yīng)速度慢，抗干擾能力不強(qiáng)，對(duì)模型參數(shù)不確定性不具備良好適應(yīng)性等問(wèn)題。在線性模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了魯棒 H∞控制器，并與 PID控制器進(jìn)行比較。結(jié)果表明，在存在外部干擾和系統(tǒng)模型不確定性的情況下，魯棒控制能達(dá)到更好的控制效果。
　　最后，由于無(wú)人機(jī)本身的模型是非線性的，需要在非線性的模型上驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的控制律的有效性。在Matla