三自由度直升机模型控制器设计与实现.docx

摘要:针对三自由度直升机实验系统具有强耦合，非线性，灵活度高，数学模型不易求取，而且受到的干扰不确定等因素，设计一套模糊PID控制算法实现三自由度直升机系统的稳定运行。基于MATLAB实时控制软件，进行了模糊PID的算法和常规PID研究，分析了单个轴的稳定性能，随后又对不同运动状态的稳定情况，做了抗干扰实验。

实验结果表明，当系统模型无法准确的利用数学表达式给出时，模糊PID控制器可以很好的改善这一问题。即使外界有不确定的干扰，模糊PID也可以有很好的抗干扰性能并且满足控制器的性能要求。

关键词：三自由度直升机模型；PID控制；模糊控制；MATLAB仿真；实时控制

目录

摘要

Abstract

1 引言-1

1.1 课题研究的背景及意义-1

1.2 国内外研究现状-1

1.3 课题研究的方向及方法-1

1.4 论文的结构安排-2

2 建立三自由度直升机系统模型的建立-3

2.1三自由度实验室直升机模型结构-3

2.2三自由度直升机系统建模-3

2.3模型机解耦器设计-5

3 控制器设计-7

3.1 PID控制器-7

3.2 模糊控制器-7

3.3 模糊PID控制器-9

4 仿真与实验结果分析-12

4.1仿真结果-12

4.2实验结果-14

4.2.1单轴实验-15

4.2.2双轴实验-17

4.2.3 随动实验-18

结    论-20

参 考 文 献-21

致    谢-22