鲁棒控制在飞翼无人机上的应用

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1、鲁棒控制在飞翼无人机上的应用摘要：无人机在整个航空领域扮演看越來越ffi要的角色，飞控系统是无人机系统的核心组成部分，其性能直接影响着无人机的飞行性能和飞行品质，直接关系到无人机的飞行安全。与一般的无人机相比，飞翼布局无人机有其特殊的操稳特性；为了保证飞翼布W的无人机具有良好的操稳特性，飞行控制系统的控制性能和汽棒性能要求更高；木文首先介绍了矜棒控制和H…理论，然后采用LMI工M•箱设计了某型飞翼布局无人机纵向增稳控制系统的控制律，得到增稳后的无人机纵向模态特性，同时对升降舵操纵、风切变和测景噪声进行

2、丫动态特性仿真；结果表明，设汁的控制律改普丫飞机的动态特性，具冇良好鲁棒性能和抑制外界干扰的能力，关键词：无人机；飞翼；控制律；仿真ApplicationofRobustControlofTaillessFlying-wingUnmannedAerialVehiclesAbstract:UAVplaysanincreasinglyimportantrolethroughoutthewholeaviationministry.Flightcontrolsystemisoneofthecorecompon

3、entsoftheUAV,whoseperformancedirectlyaffectstheflightperformances,flyingqualitiesandflightsafety.Comparedwiththenormalunmannedaerialvehicles(UAVs)，thetaillessflyingwingunmannedaerialvehicleshavethespecialstabilityandcontrolcharacteristics.TheLMIbasedRob

4、ustHktheoryisintroduced，thenthecontrollawsoflongitudinalaugmentationsystemoftheUAVaredesignedusingLMItoolboxandlongitudinalmodecharacteristicsareobtained.Thecontrollawsaresimulatedwithconsiderationofwindshearandmeasurementnoise.Simulationresultsshowthat

5、flightcontrolsystemdesignedbyusingLMI-BasedRobustH2/Hxmethodhasboththesatisfactoryrobuststabilityandtheexcellentabilityofrejectingexogenousnoise.Keywords:unmannedaerialvehicle(UAV);flying-wing;controllaw;simulation1引言目前我国屮小型无人机的飞行控制主要采用经典PW控制器，它具有原理简单、直

6、观和实现方便等优点。但巾于无人机6行控制系统木身具有非线性、多变U、存在较强的耦合以及对外界扰动和参数摄动较为敏感等特点，而经典控制适合于单入单出线性系统，在处理非线性多变:W:控制系统，保证系统的抗外部干扰能力、尤其对系统参数摄动的鲁棒性等方而都无法收到满意的效果，限制了飞行控制性能的提商。近年来，无人机得到各国军方的重视，世界各国都在加快研制无人机的步伐。无人机的设计方案众多，与正常式布局的飞机相比，采用飞翼布局的飞机有很多优点：（1）采用了超宽短机身，使机体在同等条件下结构强度比常规的更好；（2

7、）飞翼布局飞机浸湿而积小，可以以比较小的展弦比获得理想的升阻比；（3）翼身融合使得机翼根部结构高度和弦长比较大，有利于任务装载；（4）没有尾翼，一方面有利于隐身，另一方面，可以大大减轻结构重量，使得摩擦阻力减小，升阻比增加。在各种方案屮无尾飞翼设计方案占有很高的优先级。目前，世界上最先进的隐身机都rvi采用了无尾飞翼的布局方式，例如美国的“暗星”、B-2、X-45飞机等如图1所示。但飞翼布局也存在先天的缺点：（1）升降舵操纵力臂较常规布局飞机短，因而操纵效能大大降低；（2）由于俯仰操纵效能的降低，飞翼

8、布局飞机的起飞、着陆性能就变得很差；（3）飞翼式布局飞机没有水平安定面，因而纵向稳定性下降，甚至静不稳定；（4）飞翼布局的飞机没有垂直尾翼和方向舵，其侧向自然稳定性也下降。因此，飞翼布局的飞行器其控制系统的控制性能及其鲁棒性能要求更高，才能弥补飞翼布局无人机的缺点。图145无人机的飞翼布局本文利用基于LMI的鲁棒H2/H…控制方法设计了某型飞翼布局无人机的纵向增稳系统控制律。并通过动态仿真分析系统控制性能与鲁棒性能。2鲁棒控制介绍&棒控制M题：给定一受控