基于時滯分割方法的VTOL直升機魯棒非脆弱H∞控制

惠俊軍，張合新，陳 伊，李 明

(1.陜西省寶雞市150信箱11分箱，陜西 寶雞 721013；2.火箭軍工程大學，西安 710025)

基于時滯分割方法的VTOL直升機魯棒非脆弱H∞控制

惠俊軍1，張合新2，陳 伊1，李 明1

(1.陜西省寶雞市150信箱11分箱，陜西 寶雞 721013；2.火箭軍工程大學，西安 710025)

針對含有飛行時滯的垂直起降(VTOL)直升機系統設計了時滯相關魯棒非脆弱H∞控制器。基于時滯中點值把時滯區間均分為兩部分,針對每一分割區間構造新的Lyapunov-Krasovskii (L-K)泛函，并結合L-K穩定性定理、積分不等式方法和自由權矩陣技術，建立了新的基于線性矩陣不等式(LMI)形式的時滯相關有界實(BRL)條件。在此基礎上設計了該系統的非脆弱H∞控制器，通過求解線性矩陣不等式的可行解得到控制器的參數化表達式。最后應用于VTOL直升機的飛行控制仿真表明，所設計的控制器具有更好的魯棒性和非脆弱性。

非脆弱；H∞控制；Lyapunov-Krasovskii泛函；時滯分解；線性矩陣不等式

0 引言

時滯現象常存在于導彈的制導、飛行器的控制與航空航天系統當中，它的存在一方面使得系統的分析與控制器的設計變得復雜，另一方面可以導致系統性能惡化甚至不穩定。近年來,時滯系統的穩定性分析與控制問題成為控制理論研究的熱點問題[1-2]。

VTOL直升機的垂直起降控制是一種典型的含有時滯的動態控制系統。在實際的飛行控制當中，常規的魯棒控制器設計方法(如H∞、H2和μ綜合)，僅考慮系統參數的不確定性，而沒有考慮控制器本身參數的不確定性。然而，在實際控制器的實現中，由于硬件(如A/D、D/A轉換)、軟件(如計算截斷誤差)等原因，使得控制器存在一定的不確定性[3]。……