三自由度直升機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)控制策略的研究.pdf

1、直升機(jī)具有復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)特性和多變的飛行狀態(tài)，其動(dòng)力學(xué)特性隨著飛行高度和飛行狀態(tài)而發(fā)生相應(yīng)的變化，且具有非線(xiàn)性、多變量耦合等特點(diǎn)，通常難以用精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)描述。至今，國(guó)內(nèi)外有許多學(xué)者和研究人員一直在提高其控制性能方面進(jìn)行著不懈的研究。通過(guò)對(duì)直升機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行建模、設(shè)計(jì)、仿真與實(shí)驗(yàn)，可以推動(dòng)和加深控制理論和技術(shù)在復(fù)雜控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。因此，研究直升機(jī)的控制理論方法與控制器的設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的實(shí)際意義。
　　 本文以固高公司出品的三自由度直

2、升機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)為控制對(duì)象，針對(duì)直升機(jī)自身復(fù)雜性等特點(diǎn)，對(duì)三自由度直升機(jī)模型進(jìn)行了系統(tǒng)分析。通過(guò)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立，分析出該系統(tǒng)具有耦合的特性，針對(duì)耦合特性，設(shè)計(jì)常規(guī)PID控制器與對(duì)角解耦矩陣配合對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制?？紤]到系統(tǒng)被控對(duì)象參數(shù)不確定的因素，以及PID控制器不能很好適應(yīng)參數(shù)時(shí)變的被控對(duì)象等因素，設(shè)計(jì)模糊控制器對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制，該方法克服了常規(guī)PID控制器的不足，控制效果比較理想。同時(shí)，利用PID控制器與模糊控制器兩者在控制上各自

3、的優(yōu)點(diǎn)，設(shè)計(jì)了模糊與PID混合加權(quán)控制對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的控制器。該控制器突出了PID控制器的控制平滑特性與模糊控制器的自適應(yīng)性，比較好的實(shí)現(xiàn)了三自由度直升機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的姿態(tài)控制。
　　 該直升機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)用的GT-400-SV PCI運(yùn)動(dòng)控制卡可以方便的控制螺旋槳的速度，及時(shí)返回實(shí)際運(yùn)動(dòng)參數(shù)，從而達(dá)到控制直升機(jī)飛行姿態(tài)的目的。利用該控制卡的功能，針對(duì)控制系統(tǒng)不能良好的實(shí)現(xiàn)緩慢停止這個(gè)動(dòng)作的問(wèn)題，在仔細(xì)分析了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并對(duì)系統(tǒng)硬件