本文關(guān)鍵詞：二自由度飛行姿態(tài)模擬器控制系統(tǒng)設(shè)計

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【摘要】：二自由度飛行姿態(tài)模擬器系統(tǒng)在控制領(lǐng)域中屬于復(fù)雜的控制系統(tǒng),除去系統(tǒng)本身機械特性,實際系統(tǒng)運行過程中具有復(fù)雜的空氣動力學(xué)特性,以及受飛行姿態(tài)的影響,系統(tǒng)體現(xiàn)了控制科學(xué)中常見的多變量,多輸入多輸出,非線性,系統(tǒng)模型不確定性,耦合,參數(shù)時變以及自然不穩(wěn)定等性質(zhì)。本文對實驗室的飛行姿態(tài)模擬實驗裝置進行了深入研究,針對此對象,利用歐拉-拉格朗日方程建立了系統(tǒng)的非線性動力學(xué)模型,并且根據(jù)實際裝置存在的控制問題,設(shè)計了控制器,并進行了仿真驗證。首先,分析系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu),包括機械結(jié)構(gòu),電氣系統(tǒng),以及系統(tǒng)實時控制程序,并能夠調(diào)試系統(tǒng),改寫系統(tǒng)控制算法程序。根據(jù)動力學(xué)原理,利用歐拉-拉格朗日方程對實驗系統(tǒng)建立了多輸入多輸出的非線性動力學(xué)模型,并通過實際實驗,利用辨識算法確定裝置中的不確定參數(shù)。其次,針對系統(tǒng)非線性模型,基于非線性系統(tǒng)的控制理論,參考伺服系統(tǒng)跟蹤問題的設(shè)計思想,設(shè)計了積分型具有魯棒性的狀態(tài)反饋控制器,進行了仿真驗證。最后,針對系統(tǒng)具有多個工作點,在系統(tǒng)工作范圍內(nèi)系統(tǒng)模型具有變參數(shù)的特性,以及系統(tǒng)存在的不確定性干擾等因素,設(shè)計了具有?H性能指標(biāo)的多胞變增益狀態(tài)反饋控制器,仿真驗證了控制器的有效性。
【關(guān)鍵詞】：飛行姿態(tài)實驗系統(tǒng) 非線性 變參數(shù)系統(tǒng) 魯棒變增益
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V216.8;TP273
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題背景及研究意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-14
• 1.2.1 研究和應(yīng)用現(xiàn)狀9-13
• 1.2.2 魯棒變增益系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容14-16
• 第2章 飛行姿態(tài)模擬器實驗系統(tǒng)16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 實驗系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)介紹16-18
• 2.3 電氣系統(tǒng)以及軟件控制程序18-21
• 2.3.1 電氣系統(tǒng)18-19
• 2.3.2 軟件控制程序19-21
• 2.4 飛行姿態(tài)模擬器實驗21-24
• 2.5 本章小結(jié)24-25
• 第3章 動力學(xué)建模及控制律設(shè)計25-41
• 3.1 引言25
• 3.2 運用拉格朗日函數(shù)建立動力學(xué)模型25-31
• 3.2.1 動力學(xué)模型的建立25-28
• 3.2.2 電機電壓與實際驅(qū)動力之間的關(guān)系28-31
• 3.3 狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計31-33
• 3.3.1 模型分析31-32
• 3.3.2 狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計32-33
• 3.4 積分型狀態(tài)反饋控制器的設(shè)計與仿真33-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 基于多胞LPV系統(tǒng)的控制器設(shè)計41-61
• 4.1 引言41
• 4.2 系統(tǒng)描述41-44
• 4.2.1 不確定性描述41-42
• 4.2.2 系統(tǒng)的LPV多胞模型42-44
• 4.3 實際非線性系統(tǒng)的多胞LPV建模44-46
• 4.3.1 非線性系統(tǒng)的LPV模型表示44-45
• 4.3.2 LPV模型的多胞形轉(zhuǎn)換45-46
• 4.4 多胞LPV系統(tǒng)H_∞控制器設(shè)計46-51
• 4.4.1 控制器設(shè)計相關(guān)定理46-49
• 4.4.2 狀態(tài)反饋H∞ 控制器設(shè)計49-51
• 4.5 二自由度模擬器系統(tǒng)控制器設(shè)計與仿真分析51-60
• 4.5.1 系統(tǒng)模型51-52
• 4.5.2 控制器設(shè)計與仿真52-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果66-68
• 致謝68

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 沈明輝;周伯昭;;全局穩(wěn)定增益調(diào)度法在導(dǎo)彈自動駕駛儀中的應(yīng)用研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報;2006年S8期

2 張劉;段廣仁;王子華;;二自由度飛行姿態(tài)模擬器建模及其魯棒輸出調(diào)節(jié)[J];儀器儀表學(xué)報;2006年S1期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙笑笑;基于三自由度雙旋翼系統(tǒng)的控制方法研究[D];西華大學(xué);2006年

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本文編號：823851