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四旋翼直升机这个概念已经出现很久了。据报道,1907年,Breguet-Richet四旋翼直升机“旋翼机1号”已经飞了起来。近年来,四旋翼直升机又引起了人们极大的兴趣。本文对四旋翼直升机进行了非线性建模,并且基于该四旋翼直升机线性模型设计了H_∞回路成形控制器,用来保证其鲁棒稳定性和跟踪特性。首先,四旋翼直升机是一种六自由度的垂直起降机VTOL(Vertical Take Off and Landing),因此非常适合静态和准静态条件下飞行;但是,从另一方面来说,四旋翼直升机有四个输入力,同时却有六个输出,所以它又是一种欠驱动系统(欠驱动系统是指少输入多输出系统)。通常的旋翼式直升机具有倾角可以变化的螺旋桨,而四旋翼直升机与此不同,它的前后和左右两组螺旋桨的转动方向相反,并且通过改变螺旋桨速度来改变升力,进而改变四旋翼直升机的姿态和位置。但是,由于四旋翼直升机是通过改变螺旋桨速度实现升力变化的,这样会导致其动力不稳定,所以就需要能够确保长期稳定控制方法。因此,本文对四旋翼直升机进行了非线性建模,同时也给出了四旋翼直升机H_∞回路成形控制器设计的准LPV模型。本文提出了四旋翼直升机的H_∞回路成形控制问题。H_∞回路成形飞行控制器设计程序结合了古典回路成形和模型H_∞鲁棒稳定性的带宽概念。该方法首先由McFarlane和Glover提出,现在已经得到广泛的应用了。基于得到的准LPV模型,设计了H_∞回路成形控制器用于四旋翼直升机的垂直速度,俯仰角,滚动角和偏航速率的控制。为了进行有关的实验,作者研制了一种基于SG3524和IGBT功率管PWM驱动电路,它是一种用于四旋翼直升机的PWM驱动电路。并且该PWM驱动电路具有电路简单、线性度好、驱动能力强的特点。最后,仿真结果表明H_∞回路成形飞行控制器具有鲁棒性,好的跟踪特性和干扰抑制特性。