三自由度直升機(jī)的無(wú)靜差預(yù)測(cè)控制

2014年11月26日14:13:10 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

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摘　　　要：直升機(jī)飛行系統(tǒng)屬于典型的多輸入、多輸出系統(tǒng)，是一種較為復(fù)雜的被控對(duì)象。針對(duì)Ｇｏｏｇｏｌ三自由度直升機(jī)系統(tǒng)，通過(guò)分析其動(dòng)力學(xué)特性，發(fā)現(xiàn)線性化模型在重力方向上存在誤差，該誤差會(huì)造成預(yù)測(cè)控制算法的靜差；在設(shè)計(jì)無(wú)靜差預(yù)測(cè)控制器的基礎(chǔ)上進(jìn)行閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)，同時(shí)結(jié)合實(shí)際情況對(duì)輸入量加入硬約束。結(jié)果表明：在該控制器的作用下直升機(jī)能夠

穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差地跟蹤參考軌跡；并檢驗(yàn)了擾動(dòng)情況下控制器的控制效果，亦表明控制器具有良好的魯棒性。

關(guān)　鍵　詞：三自由度直升機(jī)；無(wú)靜差；預(yù)測(cè)控制

１　引　言

三自由度直升機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置自從２１世紀(jì)初推出以來(lái)，作為一種新穎的控制對(duì)象，由于其典型的高階次、多變量、非線性和強(qiáng)耦合特性，使其成為控制系統(tǒng)中較為復(fù)雜的被控對(duì)象。

本文介紹的三自由度直升機(jī)系統(tǒng)是深圳Ｇｏｏｇｏｌ公司研發(fā)的用于教學(xué)和科研的直升機(jī)半實(shí)物仿真平臺(tái)，可驗(yàn)證控制策略的有效性。文獻(xiàn)［１３］的研究均沒(méi)有考慮被控系統(tǒng)存在的輸入約束問(wèn)題。而預(yù)測(cè)控制算法可以有效地處理系統(tǒng)輸入輸出約束，并取得較好的控制效果。但對(duì)于該直升機(jī)對(duì)象而言，由于測(cè)量誤差、外界干擾及線性化等因素，導(dǎo)致其存在建模誤差，易造成預(yù)測(cè)控制算法的穩(wěn)態(tài)靜差。因此，本文借鑒無(wú)靜差預(yù)測(cè)控制方法［４］針對(duì)三自由度直升飛機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種無(wú)靜差預(yù)測(cè)控制器。通過(guò)仿真，該無(wú)靜差預(yù)測(cè)控制器可以有效地處理系統(tǒng)約束，并消除系統(tǒng)靜差，改善控制性能。

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