南京航空航天大学学报

作者：刘松源，吴伟，靳秋硕，朱元希

单位：南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京 210016；,南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京 210016；,南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京 210016；,南京航空航天大学直升机旋翼动力学国家级重点实验室，南京 210016；

关键词：飞行控制;直升机;最优控制;粒子群优化;飞行品质

基金：国家自然科学基金(61503183)资助项目;航空科学基金(2015ZA52002)资助项目；江苏省高校优势学科建设工程资助项目。

针对直升机强耦合特性导致飞行控制律设计难度高的问题，提出了一种基于粒子群优化算法的改进线性二次型调节器（Linear quadratic regulator， LQR）设计方法。针对直升机的线化状态空间模型，基于LQR设计方法建立了直升机飞行控制律全状态反馈矩阵的基本求解算法；以系统稳定性为约束，以最大化主状态反馈系数影响因子为目标，设计了粒子群优化算法的指标函数，实现了加权矩阵Q的多参数同步优化设计，并以优化后的主状态反馈系数作为直升机控制律设计结果。采用本文方法对UH-60A直升机悬停状态的飞行控制律进行了设计和验证。结果表明，基于本文方法得到的控制律具有良好的控制性能，并且能够显著提高直升机的飞行品质。同时本文的优化方法系统地解决了LQR设计过程中加权矩阵确定的困难，提高了控制律的设计效率。

来源：2021年第2期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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