基于鲁棒最优方法的无人机动态投影控制

       以某型大展弦比无人机为研究对象,设计了基于鲁棒最优理论和动态投影方法的补偿控制器.首先采用鲁棒伺服线性二次型调节器方法,通过全状态反馈构建满足最优性能指标的参考系统,然后采用输出反馈和动态补偿器替代全状态反馈,重构出具备参考系统全部最优特征结构的动态投影控制系统.重点阐述了通过动态投影控制方法进行系统极点配置的具体步骤,并分析了动态补偿器的自由矩阵参数对系统稳定性的影响.仿真结果表明,与常规比例-积分-微分控制方法相比,所设计的动态投影控制系统具有更强的稳定性与更好的瞬态响应特性。

       对三点式起落架无人机建立了地面滑跑的非线性数学模型,提出了总体的滑跑起飞控制方案,包括横侧向的滑跑纠偏控制律和纵向升降舵配合控制律。横侧向采用侧向偏差和侧向速度组合的控制结构,通过前轮和方向舵联动方式实现,并在经典的PID控制器的基础上进行改进,设计了模糊控制器;纵向根据飞机滑跑段的性能分析,给出纵向控制方案,通过升降舵配合实现。仿真结果表明,模糊控制器对非线性较大的系统有较好的控制能力,侧偏和速度组合的控制结构纠偏效果明显,起飞过程平稳,滑跑起飞控制方案有一定的可行性和合理性。

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