无人直升机局部H_∞最优LPV速度控制器设计  

Local H_∞ optimal LPV velocity controller design for unmanned helicopter

作　　者：贺跃帮[1] 裴海龙[1] 周洪波[2] 

机构地区：[1]华南理工大学自主系统与网络控制教育部重点实验室,广东广州510640 [2]湖南理工学院机械工程学院,湖南岳阳414006

出　　处：《系统工程与电子技术》2013年第6期1268-1274,共7页Systems Engineering and Electronics

基　　金：国家自然科学基金(60736024;61174053);高等学校博士学科点专项科研基金(20100172110023)资助课题

摘　　要：针对无人直升机的大范围鲁棒控制问题,提出局部H∞最优线性变参数(linear parameter varying,LPV)速度(local H∞optimal LPV velocity,LHOV)控制方法。首先将无人直升机系统简化成含有干扰的LPV系统,针对各个固定飞行模式独立设计H∞静态输出反馈(H∞static output feedback,HSOF)控制器,然后采用插补控制技术,针对每一种飞行模式下的线性系统设计一个只含有不可控部分和不可观部分的插补控制器,进而将所有模式下的控制器融合成一个LHOV控制器,从而既保证模式之间鲁棒转换,又使得系统进入任意一个模式后能达到H∞性能最优。最后,仿真结果表明,采用此方法设计的控制器能够获得大范围良好的稳定性和鲁棒性。Considering the large rang robust control problem of an unmanned helicopter, a local H∞ optimal linear parameter varying （LPV） velocity （LHOV） controller is designed. Firstly the nonlinear system of the helicopter is simplified as an LPV system with disturbances, then a H∞ static output feedback （HSOF） control- ler for every fixed flight mode independently is designed. The interpolation control technique is used to design an interpolated controller for every local controller. The interpolated controllers only include uncontrollable modes and unobservable modes, so the optimal H∞ performance can be ensured when the helicopter flights in this mode. Finally, an LHOV controller is composed of these local controllers, and simulation results illustrate its good large rang stability and robustness.

关 键 词：无人直升机 H∞静态输出反馈 插补控制 线性变参数 鲁棒性 

分 类 号：TP273[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]