不確定控制系統(tǒng)的設(shè)計——在直升機中的應(yīng)用.pdf

1、目前大多數(shù)直升機都是單旋翼結(jié)構(gòu)，其中的絕大多數(shù)采用尾槳來平衡單旋翼產(chǎn)生的扭矩，尾槳裝置雖經(jīng)多年發(fā)展而日臻成熟，但因其原理局限，缺點也日漸突出，所以休斯提出了尾梁側(cè)面吹氣增大環(huán)量的方法，利用旋翼尾流的能量提供扭矩替代尾槳以解決這些問題，作者也提出過在尾梁上采用翼面的想法，本文將以部分篇幅驗證其可行性。與固定翼飛機相比，直升機是一個穩(wěn)定性更差的飛行器，也更難控制，為了改善穩(wěn)定性和可操縱性、減輕飛行員的負擔，后來實際使用中的直升機都裝有增穩(wěn)裝

2、置和自動駕駛儀等設(shè)備，本文嘗試針對直升機一個飛行狀態(tài)下的動力學(xué)模型設(shè)計增穩(wěn)控制規(guī)律。 尾流反扭的可行性，將通過用動量法與葉素法結(jié)合求得一架樣例直升機一個起飛重量時懸停狀態(tài)下的旋翼拉力和扭矩配平條件來粗略衡量。結(jié)合特征值攝動理論和控制的目的，本文提出了新的使閉環(huán)極點具有一定魯棒性的目標，并仍保留比魯棒控制理論簡單易用的優(yōu)勢。在完成靜態(tài)反饋設(shè)計法后提出了使用同樣計算路徑的動態(tài)狀態(tài)反饋控制器設(shè)計方法，并提出了利用優(yōu)化算法得到針對這種目

3、標的靜、動態(tài)控制器的設(shè)計方法。 對懸停旋翼和其尾流的計算結(jié)果表明，尾梁翼面反扭方案是不現(xiàn)實的，包括已經(jīng)成功采用休斯NOTAR方案的直升機其實也不是真的靠尾梁環(huán)量控制提供相當比例扭矩的。在分析計算結(jié)果后，提出了一些直升機設(shè)計方面的改進建議。新的魯棒極點設(shè)計目標達到了一定目的，使用了根軌跡理論的一些概念，初步擺脫了選取極點時的盲目性。在討論了多參數(shù)同時攝動下根軌跡理論的表現(xiàn)和執(zhí)行器動態(tài)特性問題后，嘗試用其為直升機設(shè)計增穩(wěn)控制規(guī)律。動