陈怀民+田宗超+程鹏飞+段晓军

摘 要： 针对模型未知或不确定的情况下确定系统的稳定裕度的问题，提出了利用实验方法获得系统的稳定裕度。对于MIMO系统，通过实验方法获得频响矩阵，应用回差矩阵最小奇异值法对稳定裕度进行估计，在实例中应用μ方法进行验证。目前很少有文献介绍利用飞行试验方法直接获取系统稳定裕度的方法，因此该文对于工程中系统稳定裕度的确定有着一定的意义。

关键字： MIMO系统； 飞行试验； 稳定裕度； 最小奇异值

中图分类号： TN911?34； TP391.41 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）16?0120?03

Research on stability margin testing technology

CHEN Huai?min， TIAN Zong?chao， CHENG Peng?fei， DUAN Xiao?jun

（National Key Laboratory of Science and Technology on UAV， NWPU， Xian 710065， China）

Abstract： In order to determine the stability margin of system under the condition that model is unknown or uncertain， an experimental method is proposed to get system stability margin. For MIMO system， the experimental method is adopted to obtain frequency response matrix， and the minimum singular value method of return difference matrix is used to estimate the stability margin. The u method is applied to verify the results in the instance. At present， there are few literatures to introduce the method that a flight test is performed to obtain the stability margin of a system directly， so the research has a certain significance for determining the stability margin of a system.

Keywords： MIMO system； flight test； stability margin； minimum singular value

0 引 言

对于一个实际飞机系统而言，只有在系统具有一定的稳定裕度的情况下，才能使系统不因参数的小范围漂移而导致系统性能变差甚至不稳定。如果系统的稳定裕度测试不准，就会导致控制器的设计不准确，导致的后果是无法预测的，所以稳定裕度的测试极其重要。通过控制原理可知，稳定裕度又分为幅值裕度和相位裕度，它们都是评判系统稳定性的重要指标。

对于SISO系统，经典的bode图法和Nyquist法已经相当成熟，可以利用频响函数画出bode图或Nyquist图，从图上就可以直接得出SISO系统的稳定裕度。如果系统的模型未知，也可以通过实验法来得到系统的频响函数。利用H1，H2，HV估计[1]都可以获得系统的频响函数。

对于MIMO系统，国际上还没有一种统一的定论，只是一些人根据自己的见解提出了一些定义和方法。而飞机的大多数控制回路都是多入多出的，所以，MIMO系统稳定裕度的测试研究工作就显得极其重要。……