控制理论与应用

作者：王介港,王向华,王向荣,张子叶,王建东

单位：山东科技大学,山东科技大学,北京航空航天大学,山东科技大学,山东科技大学

关键词：无模型自适应控制; 三自由度直升机; 数据驱动控制; 姿态控制

基金：国家自然科学基金项目 (62473056, 62071021), 山东省高等学校青年创新团队发展计划项目 (2021KJ028), 北京市科技新星计划项目(2023048 4338), 北京市科技新星交叉合作课题项目(20240484539), 北京邮电大学基本科研业务费新进教师项目(2024RC09)资助.

本文针对三自由度直升机姿态控制系统改进了无模型自适应控制方法(MFAC). MFAC是数据驱动的控制方式, 其只利用系统输入、输出数据, 不依赖于系统数学模型. 然而现有基于紧格式动态线性化数据模型的MFAC方法要求系统满足4个假设. 本文首先证明了三自由度直升机姿态控制系统虽然满足假设1–3, 但不满足假设4 (控制输入增加时相应的受控系统输出应该是不减的). 为此, 本文针对三自由度直升机姿态控制系统改进了MFAC, 具体有: 1) 定义新的输出为角度与角速度的线性组合, 并证明了新定义的输出满足假设4; 2) 证明了新定义输出中所引入的线性参数影响了闭环系统性能; 3) 增加了输入微分项, 并证明了输入微分的引入可改善闭环系统特征根的分布, 提高系统性能. 最后, 本文通过仿真实验和实物实验分别验证了所提方案的有效性.

来源：2024年第12期

《控制理论与应用》期刊编辑部

查看控制理论与应用杂志2024年第12期