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弹性飞机的混合H2_H∞最优PID控制器参数优化

更新时间：2019-12-26 20:48:07 大小：867K 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：pid控制器 下载积分：1分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

基于弹性飞机的降阶模型设计控制器时需要考虑模型降阶带来的降阶误差,这就需要设计的控制器具有较强的鲁棒性.为此,以某弹性飞机12阶模型为例,研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的参数优化.首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型.然后,根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加权函数.之后,给出了闭环系统跟踪误差H2范数的一种简化计算方法用于H/H∞优化指标的计算.最后基于差分进化算法进行了混合H2/H∞最优PID控制器的参数寻优.仿真结果表明,与H∞混合灵敏度控制器相比,优化得到的混合H2/H∞最优PID控制器具有更强的鲁棒性,能同时镇定参数和非参数两种不确定性.对弹性形变模态也有较好的抑制作用,刚性模态也取得了很好的响应效果.

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弹性飞机的混合H2/H∞最优PID控制器参数优化

章萌1,2 李爱军2 刘世民3

1.鲁东大学电子与电气工程学院，烟台264025；2.西北工业大学自动化学院，西安710072

3.中航工业第一飞机设计研究院第6研究所，西安710089

摘要：基于弹性飞机的降阶模型设计控制器时需要考虑模型降阶带来的降阶误差，这就需要设计的控制器具有

较强的鲁棒性。为此，以某弹性飞机12阶模型为例，研究了基于弹性飞机降阶模型的混合H2/H∞最优PID控制器的参数

优化。首先基于平衡截断法得到了6阶降阶模型。然后，根据全阶模型和降阶模型的频域降阶误差选取了合适的鲁棒加

权函数。之后，给出了闭环系统跟踪误差H2范数的一种简化计算方法用于H/H∞优化指标的计算。最后基于差分进化

算法进行了混合H2/H∞最优PID控制器的参数寻优。仿真结果表明，与H∞混合灵敏度控制器相比，优化得到的混合H2/

H∞最优PID控制器具有更强的鲁棒性，能同时镇定参数和非参数两种不确定性。对弹性形变模态也有较好的抑制作用，

刚性模态也取得了很好的响应效果。

弹性飞机；最优PID控制器；参数优化；H2/H∞优化指标；差分进化算法

V249

Parametric optimization for mixed H2/H∞ optimal PID controller of a flexible aircraft

LIU Shi-min

LI Ai-jun

ZHANG Meng

航空科学基金(20080553018)

2010-04-21

2010 -05-19

章萌男，博士，讲师，1982年7月生

踪误差

(23)

计算公式为：

图7弹性模态的响应曲线

@@[ 1 ] Schmidt D K, Raney D L. Modeling and simulation of flexible

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Dynamics, 2001, 24(3): 225-235.

@@[ 2 ] Li X H, Ramesh K A. Application of reduced-order-models to

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AIAA - 2003 - 5504, 2003.

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社.2009. 396-400.

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@@[13]胡峰，吴波，胡友民，等.利用粒子群优化算法实现阻

尼比和频率的精确识别[J].振动与冲击，2009，28：(7)：

8 -11.

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