無人直升機魯棒抗干擾受限控制技術

《無人直升機魯棒抗干擾受限控制技術》是依託南京航空航天大學，由陳謀擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：無人直升機魯棒抗干擾受限控制技術
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：陳謀
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

由於無人直升機具有模型階次高、非線性特性強和飛行模態數量多等特點，因而其飛行控制系統是一個具有多變數、強非線性和強耦合的時變多輸入多輸出非線性系統，且抗干擾能力十分脆弱。同時無人直升機執行任務具有多樣性，工作環境不斷變化，經常受到陣風、風切變、突變和紊流等動態環境干擾的綜合影響，再加上控制操縱存在飽和限制，因而極易造成控制振盪，甚至導致摔機。因此為了實現動態干擾環境和輸入飽和作用下無人直升機的高穩定強魯棒控制，本項目探索陣風、風切變、突變和紊流等對無人直升機飛行的擾動機理與耦合機制，建立動態擾動下的無人直升機高置信度飛行運動數學模型。在此基礎上提出基於干擾觀測器的無人直升機魯棒抗擾飛行控制方法，實現動態干擾下的無人直升機魯棒飛行控制。同時明確考慮輸入飽和的影響，提出無人直升機魯棒抗干擾受限控制技術和滿足多性能指標的無人直升機魯棒抗干擾受限控制技術，提高無人直升機抗干擾和任務執行能力。

結題摘要

由於無人直升機具有模型階次高、非線性特性強和飛行模態數量多等特點，因而其飛行控制系統是一個具有多變數、強非線性和強耦合的時變多輸入多輸出非線性系統，且抗干擾能力十分脆弱。同時無人直升機執行任務具有多樣性，工作環境不斷變化，經常受到陣風、風切變、突變和紊流等動態環境干擾的綜合影響，再加上控制操縱存在飽和限制，因而極易造成控制振盪，甚至導致摔機。因此為了實現動態干擾環境和輸入飽和作用下無人直升機的高穩定強魯棒控制，本項目探索了陣風、風切變、突變和紊流等對無人直升機飛行的擾動機理與耦合機制，建立了擾動下的無人直升機飛行運動數學模型。在此基礎上研究了基於干擾觀測器的無人直升機魯棒抗擾飛行控制方法，實現動態干擾下的無人直升機魯棒飛行控制。同時明確考慮輸入飽和的影響，研究了無人直升機魯棒抗干擾受限控制技術和滿足多性能指標的無人直升機魯棒抗干擾受限控制技術，提高無人直升機抗干擾和任務完成能力。在國內外核心學術期刊上發表論文40篇，其中SCI收錄29篇，出版專著2部，申請發明專利5項。培養相關研究方向碩士研究生13名和博士生10名，獲得國家自然科學二等獎1項(排名第2)，獲國防科技進步二等獎2項(分別排名第1和第9)。