试析飞机鲁棒控制器设计及可视化仿真

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1、西北工业大学硕士学位论文飞机鲁棒控制器设计及可视化仿真姓名：毛师彬申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：史忠科20050301西北工业大学学位论文摘要摘要飞机鲁棒控制的研究对于提高飞机性能，改善飞行品质具有重要的意义。论文联系实际，研究了飞机的鲁棒控制器设计问题，将Hm理论应用于扰动情况下飞机控制器的设计，并进行了系统的性能检验。最后文中将虚拟现实技术引入飞机鲁棒控制器的设计与检验中，研究了飞控系统的可视化仿真问题。论文主要工作如下:1.利用系统工程的方法研究了飞机鲁棒控制器设计的方法与过程，以实现系统的整体性与最优性。研究中将

2、飞机鲁棒控制器设计分为系统定义以及指标确定、系统建模、控制器设计、系统性能检验与反馈优化、试飞与反馈优化等几个部分。为飞机鲁棒控制器设计提供了一种系统的思路与方法。2.文中针对某型飞机，利用不同方法设计了状态反馈控制器与输出反馈控制器，并对其进行了比较。保证了系统的鲁棒稳定性，并进行了闭环系统仿真。3.提出了控制器检验与选择的问题，并通过研究飞控系统的性能检验问题得到了解决。主要探讨了性能检验标准，并在控制器设计完成以后，对系统进行了性能检验，包括稳定裕度检验，国标要求控制精度检验，脆弱性检验，确保了新系统的性能满足要求。为飞控系统的性能检验

3、提供了依据与标准。4.针对目前研究中仿真与试验中存在的问题，将可视化仿真与虚拟现实技术引入到飞控系统的设计与性能检验中，探讨了飞控系统可视化仿真的内容，并为如何提高可视化仿真结果可信度提出了自己的见解:利用虚拟现实建模语言VRML以及MATLAB虚拟现实工具箱编制了一个用于飞控系统性能检验的可视化仿真程序，并利用它对某型飞机纵向控制系统性能进行了检验。为飞控系统的仿真与试验提供了有效的手段与方法。关键词:鲁棒控制，飞行控制，系统工程，稳定裕度，脆弱性，不确定性，可视化仿真，VRML西北工业大学学位论文AbstractAbstractThest

4、udyofrobustflightcontrolisimportanttoimprovetheairplaneperformanceandtheflightquality.Inthisthesis,theproblemofdesigningthecontrollerforairplanesisstudiedand凡controltheoryisappliedtoflightcontrolintheconditionofdisturbances,thenflightcontrolsystemperformanceistested.Atlast,

5、thetechniqueofvisualsimulationisintroducedtodesigningandtestingflightcontrolsystem.Themainresultsofthisthesisareasfollows:1.Inordertogetthewhollyoptimization,themethodofdesigningtherobustcontrollerforairplanesisstudiedthispaperthroughthesystemsengineeringtheory.Thedesignpro

6、ceduresinclude:systemdefining,plantmodeling,controllerdesigning,closed-loopsystemperformancetestingflighttestingandresultfeedback.2.Robustcontrollerisdesignedforacertainairplane场usingHmapproachandthedigitalsimulationisinplemented.3.Theproblemofflightcontrolsystemperformance

7、testisstudied,andthetestingcriteriaarediscussed.Afteranewcontrollerwasdesigned,thenewflightsystemisexaminedthroughthestablemarginandthemilitarynorm,thenthecontrollerisalsoexaminedwiththefragilitycriteria.Thereforetheperformanceofthenewsystemisensured4.Thetechniqueofvisualsi

8、mulationisintroducedtodesigningandtestingflightcontrolsystemtoresolvetheproblemins