樊峪

摘 要：论述了组合非线性反馈（CNF）算法的基本原理与思路，基于无人直升机线性模型，设计了小型无人直升机CNF控制律，仿真表明所设计的控制律能够良好地实现姿态稳定与速度指令跟踪的功能。针对CNF控制律中非线性反馈项的参数选取问题进行了分析，并通过仿真加以比较，与线性控制算法比较的结果表明了CNF控制算法的优越性。

关键词：无人直升机；组合非线性反馈；控制律设计

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.11.261

0 引言

无人直升机以其在军民用方面的广泛应用前景，近年来日渐受到重视，已成为越来越多国内外机构和组织的研究对象。由于无人直升机具有多变量强耦合非线性的特点，其飞行控制律的设计是需要解决的关键问题，是其执行各种任务的基础。

处于悬停/小速度状态的小型无人直升机具有相当程度的动态耦合和操纵耦合，以及较差的过渡过程。因此需要采用适当的反馈控制方法，在稳定被控对象的同时，使其具有满意的过渡过程和较好的鲁棒性能。为使操纵简便，反馈控制还应同时具有操纵解耦的功能。控制器的设计可以基于无人直升機的数学模型，也可以采用不依赖模型的启发式控制方法[1]，包括神经网络控制[2]、模糊逻辑控制等，近年来还提出了基于增强学习的智能控制算法来实现无人直升机的自主飞行。

满意的过渡过程品质集中体现在响应的快速性和超调量这两个指标上，然而快速响应常常会引起大的超调。因而在实际控制系统设计时，设计者往往是在上述两个指标之间找到一个平衡点，这就带来了一定的折中。……