Fuzzy Multi-model Switching H-Infinity Control for Helicopters i...

本文介绍了一种全包络直升机模糊多模型切换H-无穷控制方法。通过模糊集合理论将直升机非线性模型的空间划分为多个线性化模型的子空间，并利用遗传算法为直升机在不同平衡点的每个线性化模型设计局部H-无穷控制器。模糊逻辑策略能够平滑地处理直升机线性化模型的控制器切换。使用所提出的控制设计技术合成了直升机飞行控制器。仿真和性能评估表明，设计的直升机飞行控制器能够保证直升机控制法则的平滑切换。 在现代控制理论中，H-无穷控制是一种有效的控制策略，旨在为线性和非线性系统设计鲁棒控制器。其目标是使系统的闭环传递函数的H-无穷范数最小化，以抵御外部干扰和模型不确定性的影响。在直升机控制系统中，全包络控制意味着需要在直升机的整个飞行包络内，包括起飞、巡航和着陆等不同飞行阶段，实现稳定和精确的控制。 多模型控制方法在处理具有高度非线性动态和参数变化的系统时表现出优势。通过预设的不同飞行条件下模型的线性化来近似整个飞行包络内的动态，可以创建多个线性化模型。然后，对于每个线性化模型，设计一个最优或次优的控制器。 模糊逻辑控制是一种智能控制方法，它模仿人类的决策过程，能够处理不确定性信息和复杂系统。在模型切换中，模糊逻辑可以根据模糊集合理论，为模型切换提供平滑的过渡策略，从而避免控制过程中出现的剧烈变化。 直升机飞行控制系统对于保证飞行安全至关重要。由于直升机的飞行特性，其控制系统要比固定翼飞机复杂得多。直升机飞行控制系统需要实时处理由旋翼引起的复杂动态，并在不同的飞行环境下保证飞行性能和稳定性。 在本文中，研究人员提出了一个新颖的控制设计技术，该技术综合了H-无穷控制、多模型控制和模糊逻辑控制的优势，以解决直升机全包络控制中的挑战。这种技术不仅提高了控制系统的鲁棒性和可靠性，也提高了直升机的飞行性能和安全水平。 在文章的引言部分提到，在H-无穷控制和模糊控制领域，学者们已经研究了车辆主动悬架系统、带有频率带约束和执行器输入延迟的主动悬挂控制问题、基于T-S模糊框架的离散时间状态延迟系统模型近似以及非线性随机系统模糊滤波器设计等。这些研究为直升机全包络模糊多模型切换H-无穷控制方法提供了理论和技术基础。 从文献中可以看出，H-无穷控制和模糊逻辑控制在提高控制系统的性能方面发挥了重要作用。本文的研究不仅展示了在直升机控制领域的新应用，也为其他复杂系统控制提供了新的思路和方法。通过模糊逻辑与H-无穷控制相结合，能够在面对复杂、多变的飞行条件时，实现更加高效和稳定的控制策略。