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1、1海上搜救模拟器的直升机悬停鲁棒控制*收稿日期：2007-10-10基金项目:国家973计划子项目(2002CB312103)，国家自然科学基金项目(60504017)作者简介:张显库(1968-)，男，辽宁辽阳人，大连海事大学教授,博士生导师,工学博士,从事船舶运动控制和鲁棒控制研究.电话：0411-84729572，E-mail:Zhangxk@dlmu.edu.cn张显库，尹勇，金一丞(大连海事大学,辽宁大连116026)摘要：为了研制海上搜救模拟器的直升机模拟系统，给出了直升机模拟的系统结构，建立了直升机的悬停数学模型。用镜像映射方法和闭环增益成形算法设计了直升机
2、的悬停鲁棒控制器。用Simulink进行了仿真实验，当直升机处于悬停状态时，系统的输出为输入的18%且抖动频率明显降低，当系统加了0.5s纯滞后模型摄动后，系统的输出为输入的32%且抖动频率明显降低。仿真结果显示系统具有较强的稳定性和鲁棒性。关键词：水路运输；交通控制；海上搜救模拟器；直升机；悬停控制；鲁棒控制；闭环增益成形中图分类号：U666.153；TP273.4RobusthoveringcontrolforhelicopterinmarinesearchandrescuesimulatorZhangXian-ku,YinYong,JinYi-cheng(Labor
3、atoryofMarineSimulationandControl,DalianMaritimeUniversity,Dalian116026,Liaoning,China)Abstract：Inordertoinvestigatethehelicoptersimulatingsysteminmarinesearchandrescuesimulator,thesystemconfigurationofhelicoptersimulatingwasgivenoutandthemathematicalmodelforhelicopterinhoveringstatewasbu
4、ilt.Therobusthoveringcontrollerforhelicopterwasdesignedusingmirror-injectionmethodandclosed-loopgainshapingalgorithm.ThesimulatingexperimentwascarriedoutusingSimulink,theoutputwas18%oftheinputandthevibratingfrequencywasobviouslyreducedwhenthehelicopterwasinhoveringstate.Theoutputwas32%oft
5、heinputandthevibratingfrequencywasobviouslyreducedwhenthesystemwasaddedamodelperturbationof0.5spuretimedelay.Simulationresultsshowthatthesystemhasstrongstabilityandrobustness.4figs,8refs.KeyWords:trafficcontrol;marinesearchandrescuesimulator;helicopter,hoveringcontrol,robustcontrol,closed
6、-loopgainshapingAuthorresume:ZhangXian-ku(1968-),male,PhD,professor,86-411-84729572,zhangxk@dlmu.edu.cn.0引言水上救助打捞是水运交通特有的行业，是国家履行国际义务、保障社会稳定、促进经济发展、保障海洋运输安全以及维护国家声誉的一项重要社会职责。我国是国际海事组织A类理事国，是《1974年国际水上人命安全公约》和《1979年国际水上搜寻救助公约》的缔约国，“保证对任何水上遇险人员提供搜寻救助服务”、“配备与其任务相适应的搜寻救助设施和设备”、“建立救助协调中心和分中心”是
7、每一个缔约国的国际义务。我国的海上安全问题形势严峻。近年来(2003.6~2006.6)，中国海上搜救中心及全国各级海上搜救中心共组织、协调海上搜救行动4437次，救助44652人，救助船舶2433艘次；而且大型客船、容滚船、液化气船、危险品船和原油船发生事故的概率呈上升趋势，这些船舶发生海难，社会影响极大，甚至造成重大国际影响[1]。由于海上遇险局面是不可能通过实船进行真实再现的，从而加大了海上搜救训练的难度。众所周知，进行搜救演习可以在某种程度上，提高搜救指挥能力和及时应变能力，但耗费大量的人力、物力和财力，通过在搜救模拟
