直升机切换LPV鲁棒跟踪控制

作者：张绍杰^*; 李硕; 严鹏; 鲁可

来源：南京航空航天大学学报, 2021, 53(02): 260-266.

DOI：10.16356/j.1005-2615.2021.02.013

• 直升机
• 线性变参数建模
• 切换多胞系统
• 跟踪控制
• 模态依赖平均驻留时间

针对直升机跟踪控制问题,提出了一种基于模态依赖平均驻留时间(Mode-dependent average dwell time,MDADT)切换信号的线性变参数(Linear variable parameter,LPV)控制方法。在直升机全飞行包线内选取可以表征直升机飞行特性的状态作为增益调度变量,利用"小扰动"假设将全量方程进行线性化处理并对其配平求解,将复杂的非线性模型转化为可以计算求解的线性模型。采用雅可比线性化方法在非线性模型平衡点处进行线性化处理,使用数据拟合的方法在理论上建立与非线性模型动态接近的LPV模型。对时变参数进行区间划分,结合参数依赖的多Lyapunov函数和MDADT方法,给出了保证切换LPV系统全局一致指数稳定的充分条件。考虑时变参数的渐变特性,以及由于测量误差和参数飘移等因素而造成的控制器增益变化,得到了在MDADT切换信号限制下的切换律。仿真结果表明所设计的控制律能有效动态跟踪直升机前飞的不同状态量,验证了所建模型和控制算法的有效性和可行性。

• 单位
  南京航空航天大学; 中国直升机设计研究所; 自动化学院