基于去伪控制的人机系统控制器设计研究

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民用航空安全是一个受到世界关注的问题,飞行机组人为因素对飞行安全有重要影响。研究飞行员人为因素对飞行安全的影响,并结合人为因素分析指导飞机设计具有重要意义。用于航空安全量化研究的飞行员研究是一种新的飞行员模型,体现了飞行中飞行员与飞机的交互过程以及飞行员在其中的特性,具有较好的真实性。对于包含此模型在内的人机系统,目前尚无针对其人为因素不断变化特性的控制器设计。  去伪自适应控制是一种无模型自适应的数据驱动理论,不需要对模型结构和参数进行精确描述,其就可以通过系统的测量输入输出数据对系统进行控制,本文的重点即是结合去伪自适应控制理论方法,为用于航空安全量化研究的人机系统进行控制优化设计。  本文的工作包括:建立了六自由度飞机模型,在其中加入了用于航空安全量化研究的飞行员模型,设计了纵向系统控制器;介绍了去伪自适应控制理论基本概念,提出了基于传统去伪自适应控制方法的控制器设计方法,分析了其稳定性,通过仿真验证了其有效性;考虑到旧的历史数据对控制器切换的影响,引入衰减记忆因子提出了基于衰减去伪自适应控制方法的控制器设计方法并仿真,最后分析了不同衰减记忆因子对控制效果的影响。  研究结果表明:本文提出的两种控制方法能保证人机系统的稳定,控制算法能根据系统输入输出数据进行控制,并在必要时切换,该方法能有效减小飞行轨迹偏差。
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