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基于二步线性化的实验直升机模型跟踪控制
  • ISSN号:1001-506X
  • 期刊名称:《系统工程与电子技术》
  • 时间:0
  • 分类:TP391[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]北京大学工学院力学与空天技术系航空航天动力学与控制实验室,北京100871
  • 相关基金:国家自然科学基金(60334030,60404007);教育部重点基金(107110)资助课题
中文摘要:

一种基于二步反馈线性化方法设计解耦跟踪控制器,应用于一个三自由度(3-DOF)直升机实验系统。3-DOF直升机实验模型是典型的高阶多输入设计的多输出系统,具有较强的通道耦合和非线性特性。基于该仿真平台,将线性化系统分解成两个子系统,定义输出为输出误差积分以实现积分控制,按照输入—输出线性化方法通过坐标变换和输入变换对其线性化模型全状态精确线性化,实现了系统完全解耦,时扩展系统按照线性LQR方法设计跟踪控制器。计算机仿真和实时控制表明系统能够很好的跟踪高度和旋转速度参考轨迹。

英文摘要:

A method of trajectory-tracking based on integral control realized by 2-step input-output linearization for a laboratory 3 degrees of freedom (3-DOF) helicopter model is introduced. The 3-DOF helicopter is a typical multi-input multi-output system with high-order. It has small channel coupling between pitch and travel acceleration. The tracking error integral is defined as the plant output, and the real model is transformed equivalently into a model without coupling by applying input-output linearization to the two subsystems hierarchically. Then, the method of linear quadratic regulator (LQR) is utilized to obtain the gain of the state feedback for the decoupled system. Simulation and real-time experimental results demonstrate that the designed system can track the given reference trajectory through the proposed method effectively.

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期刊信息
  • 《系统工程与电子技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科工集团公司
  • 主办单位:中国航天科工防御技术研究院 中国宇航学会 中国系统工程学会
  • 主编:施荣
  • 地址:北京142信箱32分箱
  • 邮编:100854
  • 邮箱:xtgcydzjs@126.com
  • 电话:010-68388406
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-506X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2422/TN
  • 邮发代号:82-269
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,全国优秀科技期刊,中国科技论文统计用刊,中国期刊方阵“双百”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:34341