基于模型跟踪的通道解耦控制技术仿真研究

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1、第3卷第3期航空工程进展Vo1．3No．32012年8月ADVANCESINAER0NAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGAug．2O12文章编号：1674—8190(2012)03—367—06基于模型跟踪的通道解耦控制技术仿真研究王锋，李德尚，叶耀祖(中国飞行试验研究院飞行仿真航空重点实验室，西安710089)摘要：飞行品质标准对耦合现象有着明确的限制和评定，为了实现飞机的解耦控制，本文基于模型跟踪技术进行了解耦控制律的设计。首先构建了非耦合的目标模型，其次利用模型跟踪对

2、非耦合模型完满复现，实现了解耦目的，最后分析了模型反馈增益和舵回路对解耦控制律的影响并提出了解决方法。仿真结果表明：利用模型跟踪控制技术可实现飞机通道之间的解耦，且该方法简单明了，易于工程实现。关键词：模型跟踪；解耦控制；舵回路中图分类号：V249．1文献标识码：AStudyonSimulationofDecouplingControlTechniqueBasedontheModel—followingWangFeng，LiDeshang，YeYaozu(FlightSimulationLabo

3、ratory，ChinaFlightTestEstablishment，Xi’an710089，China)Abstract：Thereisclearlimitationandevaluationaboutcouplinginthestandardofflyingqualities．Thedecou—piingcontrollawisdesignedbyusingthemodelfollowingtechniqueinordertorealizethedecouplingcontrolofana

4、ircraft．First，thegoal—modelwhichisuncouplingiscreated．Then，theuncouplingresponsesarerepro—ducedbythemodelfollowingloopandrealizethedecouplingcontro1．Finally，theinfluenceofthefeedbackgainandservoactuatorloopisanalyzed．Thesimulationresultsshowthatthede

5、couplingbetweenplanechannelscanberealizedbyusingmodel—followingcontroltechnique，andthismethodiseasytOrealizeintheproject．Keywords：model—following；decouplingcontro1；servoactuator1oop种为静态解耦，主要是利用经典控制以单输入单输0引言出系统为前提进行设计的，忽略了系统的动态响应，实现的仅仅是系统的稳态解耦。另外一种为动对

6、飞机来说，耦合就意味着一个通道的输入激态解耦，也叫多变量系统解耦，这种解耦方法较多，发多个输出参数的变化，飞行品质标准对耦合现象主要是利用现代控制方法实现的，多变量解耦系统有着明确的限制和评定，因此在设计飞机控制系统有很多种，例如特征结构配置、动态逆、神经网络、时，期望能产生解耦的效果。而解耦控制就是采用一些控制规律使多输入多输出耦合系统变成解耦滑模变结构、自适应解耦以及智能解耦控制等]。系统口]。解耦系统是指在多输入多输出系统中一上述多变量解耦系统大都是以传统解耦理论为基个输入仅控制一个输出，

7、一个输出仅受一个输入控础，侧重于控制器的设计，在理论研究上并不十分制的系统。目前的解耦方法一般可以分为两类，一完善，特别是在控制算法的稳定性和收敛性等方面存在缺陷。多变量控制解耦还有利用构建参考模型控制实现的方法，例如基于内模原理的模型参考收稿日期：20120218；修回日期：2012-04～08自适应、基于状态反馈的模型参考自适应、基于滑通信作者：王锋，wangfeng一5268@163．corn模的模型参考自适应等_3]，这些控制技术在能源动368航空工程进展第3卷力以及航空航天领域均有一定

8、程度的应用，利用参飞机本体与模型的匹配性和适应性，前馈主要保证考模型来解耦的基本思想是通过比较实际系统与模型飞机和原型飞机操纵权限的一致性[5]，误差信参考模型的性能指标得到误差，再利用误差按照事号主要保证该控制律有较好的适应能力和鲁棒性，先确定的减小误差的修正规律来修正控制器的参从而使跟踪回路在飞机状态受到扰动时也具有良数，达到解耦的目的]。目前国内的电传飞控技术好的跟踪能力，其优化后的控制系统框图如图1基本沿用的是经典控制的思想，因此利用该种思想所示。将单变量控制系统的解耦方法直接应用于多变