三自由度直升机模型的无静差跟踪控制

三自由度实验室直升机模型是典型的高阶多输入输出系统,具有较强的通道耦合和非线性特性,其俯仰、倾斜和旋转三轴运动方程,能够部分模拟实际直升机的飞行特性,是控制理论教学和研究的有力工具。采用基于内模原理的无静差跟踪控制方法设计能够同时实现扰动抑制和鲁棒跟踪的无静差跟踪控制器,应用LQR方法设计系统状态反馈增益,将设计的线性解耦控制器应用到原非线性耦合模型上,计算机仿真和实时实验结果表明能够很好的实现轨迹跟踪控制。

动态模拟循环水热交换系统中循环水进口温度的控制研究

针对动态模拟循环水热交换系统中循环水进口温度具有非线性、大滞后的特点,在目前较流行的串级控制与内模控制相结合的融合控制器基础上改善算法。针对目前内模控制中跟随性能、鲁棒性能方面的缺陷,提出三自由度内模控制器,并结合人工鱼群算法对三自由度内模控制器进行参数整定;为解决人工鱼群算法收敛速度慢、易陷入局部最优的问题,对人工鱼群的步长进行改进,实现自适应变步长;对于温度采集系统中出现的测量误差,选取卡尔曼滤波和平滑对数据进行误差消除。通过SIMULINK仿真证明,变步长人工鱼群算法下的三自由度内模控制器对系统的稳定性和抗干扰性有明显提高。

基于逆系统的三自由度直升机内模控制设计

三自由度直升机模型系统是一个典型的非线性、高阶次、多变量、强耦合的多入多出系统,通过数学推导很难获得其逆模型,利用神经网络对任意连续函数很强的逼近能力与逆系统的思想相结合的方法获取三自由度直升机模型系统的逆模型,同时也将一个多入多出、强耦合的非线性系统转化为几个相对独立的单入单出的线性系统。采用内模控制的方法设计控制器,实现对高度角和横侧角的跟踪控制,MATLAB仿真结果表明该方法具有较好的控制效果,半实物仿真也说明该方法的可行性。

基于条件技术的三自由度内模控制抗饱和设计

在研究二自由度内模控制具有抗饱和功能的基础上,提出了三自由度内模控制抗饱和框架.详细阐述了3个控制器的设计步骤,并分析了系统的渐近稳定性.Q1(s)和Q2(s)采用传统的内模控制原理设计,Q3(s)采用条件作用技术设计.通过Popov稳定性判据证明了系统的渐近稳定性.经仿真表明,三自由度内模控制抗饱和结构具有抗饱和、参考跟踪和抗干扰的功能.