基于H_∞鲁棒控制和特征结构配置的无人机横侧向控制器设计

以PID为核心的无人机横侧向控制系统易受到参数摄动和外部扰动的影响,鲁棒性较差;针对这点不足,将H∞鲁棒控制理论与特征结构配置理论相结合设计了飞机横侧向控制器;用输出反馈的特征结构配置方法设计内环,以改善系统的动态性能,在此基础之上,利用H∞鲁棒控制理论设计外环,保证系统的稳态性能和鲁棒性;以协调转弯为例,对某无人机设计了横侧向控制器并进行了仿真;仿真结果表明,当选取状态变量β,p,r,φ,δa,δr,βe/s,φe/s,δa0,δr0对应的性能指标系数为c1=0.001,c2=0.002,c3=0.001,c4=0.002,c5=0.001,c6=0.001,c7=0.3,c8=0.5,c9=1,c10=1时,无人机在有风干扰下仍然能够很好地跟踪输入指令,无稳态误差,调节时间短,仿真效果良好。

基于H_∞鲁棒控制和EA的平流层验证飞艇姿态控制器设计

H∞鲁棒控制理论在设计控制系统时,对系统的时域性能未加以考虑,不能保证设计的反馈系统满足期望的时域性能指标;特征结构配置可以依据实际系统的需要配置闭环系统的极点及对应的特征向量,可以满足系统设计对时域指标的要求;为此,基于H∞鲁棒控制和特征结构配置理论,进行了混合优化控制器的设计。将特征结构配置的输出反馈作为内环,将H∞鲁棒控制理论设计的跟踪控制器作为外环,同时兼顾时域与频域性能指标,满足系统对鲁棒性和对指定信号精确跟踪的要求;通过对某平流层飞艇的验证艇的纵向姿态跟踪控制的仿真,结果表明,当选取状态变量v,α,q,θ,eδ,T,eθs,eδ0,T0对应的性能指标系数为c1=0.001,c2=0.001,c3=0.001,c4=0.002,c5=0.002,c6=0.001,c7=0.003,c8=0.01,c9=0.001时,飞艇在有风干扰下仍然能够很好的跟踪输入指令,无稳态误差,调节时间短,仿真效果良好。