面向直升机飞行品质设计的自适应控制方法研究

摘要

随着直升机飞行品质规范的不断发展和完善，直升机飞行品质规范成为了指导当代直升机设计的重要依据之一。ADS-33E-PRF是美国陆军航空部颁布的最新的旋翼飞行器驾驶品质规范，本文通过结合该规范里的指标要求，对直升机的飞行控制律进行了设计，进而实现了飞行品质的优化。
　　首先，本文针对有非理想噪声干扰的直升机飞行动力学模型问题，利用MAT-LAB/SIMULINK平台，搭建了直升机仿真试验系统并以UH-60直升机为对象，实现了考虑非理想噪声干扰的仿真飞行试验。建立了非理想噪声模型，基于增广最小二乘法设计了能够同时辨识模型参数和噪声参数的综合辨识算法并利用仿真试验数据进行了模型辨识与验证。最后，将本文方法与最小二乘法进行了对比研究。
　　然后，本文根据飞行品质规范ADS-33E-PRF里的指标要求，通过建立理想模型的方法，将飞行品质里的指标要求转化为飞行控制律设计所需的理想极点并对所设计的极点的合理性进行了验证分析。
　　在求解出了飞行动力学模型和理想极点的基础上，本文对飞行控制律进行了研究设计，包括内回路设计和外回路设计两个方面：内回路设计是利用动态逆理论，对直升机进行解耦；外回路是通过极点配置自适应控制律来实现直升机的飞行品质优化设计。
　　最后，针对ADS-33E-PRF中的悬停转弯和障碍滑雪两个机动科目进行了闭环飞行仿真。结果表明本文发展的控制律设计方法能够显著提高直升机飞行品质，改善闭环系统的性能和鲁棒性。

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注释表

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 国内外研究现状

1.3本文的主要研究工作及安排

第二章 考虑非理想噪声的飞行动力学辨识建模

2.1 引言

2.2 辨识的模型

2.3 辨识算法

2.4 模型的仿真与验证

2.5 本章小结

第三章 飞行品质优化模型建立方法

3.1 飞行品质概述

3.2 飞行品质优化建模

3.3 本章小结

第四章 飞行控制律的设计

4.1 引言

4.2 直升机的开环特性

4.3 内回路解耦控制律设计

4.4 外回路自适应控制律设计

4.5 外回路自适应控制律仿真

4.6 本章小结

第五章 科目仿真与飞行品质分析

5.1 引言

5.2 悬停转弯科目仿真

5.3 障碍滑雪科目仿真

5.4 本章小结

第六章 工作总结及进一步研究设想

6.1 工作总结

6.2 本文创新点

6.3 进一步研究设想

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文