基于LPV模型的直升机自修复控制方法研究
直升机飞行控制系统是直升机的重要组成部分，对于直升机的飞行性能和安全性能起着非常重要的作用。直升机在飞行中会受到故障、扰动等不确定因素的影响，这些因素将直接影响直升机的安全性能及飞行品质。因此，研究直升机飞行控制系统的自修复控制具有重要意义。本文针对直升机的执行器故障，利用线性参数变化（LPV）技术，对直升机LPV飞行控制系统进行自修复控制方法的研究。 首先，介绍了自修复控制技术的发展现状，阐述并提出了基于LPV模型的直升机自修复控制问题。随后概述了LPV系统的理论知识，同时简单介绍了线性矩阵不等式(LMI)的基础知识。 其次，针对一类直升机LPV飞行控制系统的故障情况，提出了一种基于积分滑模控制的自修复控制方法。直升机的LPV模型能够准确地模拟直升机的整个或部分的飞行包络线的飞行特性，使其更接近于实际的飞行情况。仿真结果表明本文提出的自修复控制方法可以取得很好的自修复控制效果。 再次，在直升机LPV飞行控制系统发生执行器损伤故障的情况下，提出了一种基于故障观测器和自适应控制的自修复控制方法。采用LPV凸多面体结构的方法设计了自适应的故障观测器，然后在观测器的基础上，对直升机进行自适应控制。该方法减轻了自适应控制器的负担，同时提高了自修复控制的有效性。 然后，考虑到直升机系统中时延的存在，提出了一种基于自适应全局滑模控制的自修复控制方法。控制器消除了传统滑模控制的到达运动阶段，并实现了对故障值的在线辨识，克服了执行器故障和输入时间延迟对系统的影响。 最后，本文针对上述所提的三种方法做了仿真验证，仿真结果验证了所提方法的有效性和可行性。本文的研究结果为提高直升机飞行控制系统的安全性及可靠性提供了有益的思路。
直升机;飞行控制系统;执行器故障;线性参数变化;自适应控制;线性矩阵不等式
南京航空航天大学
硕士
控制理论与控制工程
陈复扬
2014
中文
V275.1;V249.122
71
2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）