无人机全包线模糊鲁棒跟踪控制

《无人机全包线模糊鲁棒跟踪控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2014年6月第40卷第6期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsJune2014V01．40No．6无人机全包线模糊鲁棒跟踪控制刘智王勇(北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191)摘要：针对无人机大包线飞行中气动特性大幅变化以及存在参数不确定性和外界干扰等特点，设计全包线模糊鲁棒跟踪控制器．通过模糊c一均值聚类建立逼近全包线动态的模糊T．S(Takagi．Sugeno)模型．基于高度和空速跟踪增广系统，根

2、据保性能控制理论，采用广义系统的模糊Lyapunov函数方法，以线性矩阵不等式形式给出全包线模糊鲁棒跟踪控制器参数的约束条件，保证广义系统稳定．并最小化扰动抑制度来优化控制参数．该控制器既降低了控制保守性，又减小了参数求解的复杂度．仿真表明，无人机在整个飞行包线内能够精确地跟踪空速和高度参考指令，对参数不确定和外界干扰具有强鲁棒性．关键词：模糊T．s模型；全包线；广义系统；模糊Lyapunov函数；模糊鲁棒跟踪控制中图分类号：V249文献标识码：A文章编号：1001．5965(2014)06-0762-07Fuz

3、zyrobusttrackingcontrolwithinfullenvelopeforunmannedaeriaIvehicleLiuZhiWangYong(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Thefuzzyrobusttrackingcontrollerwithinfullenvelopeofun

4、mannedaerialvehicle(UAV)wasproposedfortheproblemsofwidevariationofaerodynamiccharacteristics，experiencingparameteruncer—taintyandexternaldisturbancesduringtheflightinlargeenvelope．Withfuzzyc—meansclustering，thefuzzyT-SmodelapproximatingthedynamicsofUAVwithinf

5、ullenvelopewasconstructed．Basedontheaugmentedtrackingsystemofairspeedandaltitude，theconstraintconditionoffuzzyrobusttrackingcontrollerwasprovid-edintermsoflinearmatrixinequalities(LMI)accordingtoguaranteedcosttheorywithdescriptorsystembasedfuzzyLyapunovfuncti

6、onapproach，andinput-statesstabilitywasensured．Thecontrolparameterswereoptimizedviaminimizingdisturbanceattenuationwithlessconservativeandreducedcomputationcomplexity．Thesimulationshowsthathighaccuracytrackingofairspeedandaltitudedesiredinstructionswithinfulle

7、nve-lopeisrealizedwithstrongrobustnesstoparameteruncertaintiesandexternaldisturbances．Keywords：fuzzyT-Smodel；fullflightenvelope；descriptorsystem；fuzzyLyapunovfunction；fuzzyro-busttrackingcontr01大包线无人机在飞行过程中马赫数和高度大范围变化，导致气动特性大幅变动，同时伴随着较强的参数不确定性和外界干扰，基于局部动态模型设计

8、的控制器难以满足全包线的控制要求¨-．传统控制器根据马赫数、动压等参数进行增益调参，无法证明全包线的稳定性¨1．单一的线性变参数(LPV，LinearParameterVarying)控制器存在保守性．为此，通过对于飞行包线进行多面体区间划分，文献[2]设计了切换LPV控制器，文献[3]采用多Lyapunov函数理论设计了切换控制器．但上述切换控制所引起的抖动动态不利于飞