四旋翼飞行仿真器的多变量控制器设计与研究

摘要

针对目前工程领域中的多输入、多输出(MIMO)系统,以四旋翼飞行仿真器为研究平台,设计了两套控制器,分别采用线性二次型(LQ-Linear Quadratic)最优控制方法和一种类似于规则分解的多变量模糊控制法.在Matlab/Simulink中建立其控制模型,并利用实时工具箱(Real-Time-Workshop)实现实时控制.实际控制结果表明,线性二次型最优控制器在合理选择加权矩阵Q、R基础上,所设计的控制器对于系统从初始状态至零位的阶跃响应和给定输入的轨迹跟踪有良好的控制性能.采用多组二维模糊控制器,通过分析被控对象机理特性,对输出进行整合多变量模糊控制器,其控制性能与线性二次型控制器相近,两者对于线性、定常、具有强耦合的多变量控制系统都具有良好的控制效果.