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传感器与微系统（Transducerand Microsystem Technologies）
2018年第37卷第1期
D0I:10.13873/J.10009787(2018)01007405
三自由度直升机系统自适应模糊H。混合灵敏度鲁棒控制
李亚帅，邵宗凯
（昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明650500）
摘要：研究了三自由度直升机系统的飞行控制。针对该系统高阶次、非线性、强耦合、多输人多输出的特点，提出了一种基于自适应模棚理论的H，混合灵敏度鲁棒控制方法。通过间接自适应模糊逻辑系统逼近非线性系统中的未知参数，增强了在线控制性能；结合H。混合灵敏度鲁棒控制，抑制了外界的干扰和参数摄动：运用LaypunoV理论证明了系统的全局稳定性。实际飞行结果表明：三自由度直升机系统具
有良好的鲁棒性和稳定性，同时，证明了该控制方法的有效性和优越性。关键词：三自由度直升机；H，鲁棒控制；自适应模糊；混合灵敏度
中图分类号：TP273
文献标识码：A
文章编号：1000-9787（2018)01-0074-05
Adaptive fuzzy H mixed sensitivity robust control for three
degree of freedom helicopter system
LI Ya-shuai, SHAO Zong-kai
(Faculty of Information Engineering and Automation,Kunming University of
Science and Technology,Kunming 650500,China)
Abstract: The flight control of three degree of freedom (3-DOF) helicopter system is studied. A H, mixed sensitivity robust control method based on adaptive fuzzy theory is proposed, aiming at characteristics of high order, nonlinear,strong coupling,multi input and multi output of the system. Indirect adaptive fuzzy logic system approaches the unknown parameters in the nonlinear system, and enhances the performance of online control. Combined with H, mixed sensitivity robust control control ,the external disturbance and parameter perturbation are mos sa ea roa onde en rd s ais o s ei assadn that the three degree of freedom helicopter system has good robustness and stability, and the effectiveness and superiority of the control method is also explained.
Keywords : three degree of freedom helicopter; H, robust control ; adaptive fuzzy; mixed sensitivity
0引言
三自由度直升机是一种双引擎，双旋翼纵列排布的直升机机型。由于其飞行速度较快，运载量大，环境适应能力强并且可以垂直升降的优点，在军事战争中起到极其重要的输送作用1。针对三自由度直升机系统的特点，作为控制理论的优良研究平台，近年来备受相关学者的青睐。 AhseneBoubakir设计了一种自整定PID控制器[2」；Madhu-mitaPal运用离散二阶滑模观测器对状态和未知输人估计进行了讨论3;LiuHao等人设计了一个位置和姿态鲁棒控制器[4+}]；曾诚进行了离散动态分析[5]
本文提出了一种将自适应模糊混合灵敏度鲁棒控制
方法，并在三自由度直升机系统上进行了在线实验收稿日期：2016-08-21
*基金项目：云南省科技计划资助项目（2015ZC005）
1三自由度直升机系统的结构组成和模型建立 1.1结构组成
三自由度直升机系统主要由底座、支撑杆、平衡杆、旋转节点、平衡块、2个无刷电机、前后2个固定螺旋桨翼，直升机本体、集电环和数据采集卡组成。其结构如图1 所示。
后螺旋浆
旋转轴
平衡块
t e 本,a>0 高度轴
6>0 俯仰轴
图1三自由度直升机结构
前螺旋業