QFT-TECS在飛機自動著陸控制中的應用研究.pdf

1、本文主要研究了飛機著陸控制中的魯棒控制和速度/高度解耦控制問題。針對飛機進場著陸過程中存在各種不確定性和外界干擾，對控制系統進行魯棒控制器設計，針對飛機進場著陸過程中飛行速度和高度之間的耦和影響，設計解耦控制系統實現對飛機著陸的精確控制。綜合魯棒性和速度/高度解耦性能要求，對飛機自動著陸控制系統設計理論及方法進行了深入研究。 本文的主要工作包括以下幾個方面：1.研究了定量反饋理論的基本原理及最優(yōu)化設計理論，給出QFT控制系統設

2、計的一般特點及設計過程。設計了飛機俯仰角QFT控制系統，并以此為內回路設計了飛機縱向自動著陸控制系統，在控制系統中為降低油門桿和升降舵的交聯影響，引入了推力補償控制系統。仿真驗證了該系統的有效性。 2.研究了MIMO系統QFT控制器設計方法，在分析QFT對角控制器設計存在局限性的基礎上，深入研究了QFT非對角控制器設計方法，并提出了一類自然系統中廣泛存在的2×2MIMO系統(一般將高階系統降階轉化為低階系統以降低系統復雜度)Q

3、FT非對角控制器設計的方法、應用范圍和一般步驟，并給出一個評價最優(yōu)非對角控制律的工程指標。以2×2MIMO系統QFT非對角控制器設計方法設計飛機俯仰角和迎角綜合控制系統控制器，仿真結果表明，所設計系統滿足了設定的性能指標。 3.考慮到推力補償控制系統設計的經驗性強和參數整定困難，綜合飛行/推力控制系統QFT設計的高階復雜度，研究了總能量控制的基本原理和控制結構。通過引入飛行高度和飛行速度的偏差控制，對TECS核心算法中對飛行高

4、度和飛行速度控制時存在穩(wěn)態(tài)誤差的問題進行了改進。通過分析TECS控制結構，定義了能量協調控制誤差，對能量協調控制誤差進行分析，確定能量協調控制誤差為系統控制性能的關鍵指標。在TECS控制系統核心結構中引入能量協調控制誤差反饋，給出系統在能量協調控制誤差反饋下的控制律，在此結構下設計飛機的飛行速度/高度解耦控制系統，仿真表明，將能量協調控制誤差反饋到總能量控制系統后，提高了飛行速度和飛行航跡的解耦性能。 4.分析并建立了以TEC

5、S為核心結構的飛機下滑拉平控制模式，給出飛機下滑拉平段控制律。綜合QFT/TECS，以QFT設計俯仰角內回路實現飛機的魯棒控制，并以TECS為總體控制結構，以解決飛機油門桿和升降舵通道的協調作用，從而實現飛行速度和飛行航跡的優(yōu)化解耦。仿真結果表明，系統基本滿足了飛機精確跟蹤預定軌跡并具有一定魯棒性的指標要求。 5.運用QFT控制系統設計方法，設計了飛機側向傾斜角魯棒控制系統，以此為內回路，并引入方向舵協調作用設計了側向偏離控制