题目：基于动态逆和H无穷回路成形方法的UAV鲁棒非线性自动驾驶仪设计

设计下一代的UAV的自动驾驶仪的技术已经不再满足于过去的线性控制方法，而是主要配合高度非线性和快速时变的UAV动力学来进行，这已经发展成为一个非常具有挑战性且主流的研究领域。UAV的自动驾驶仪必须能够跟踪由制导系统产生的指令，与此同时，还要镇定整个飞行器。设计一个令人满意的UAV自动驾驶仪需要多种控制策略的结合。大攻角条件下UAV的空气动力学特性将变得十分复杂，主要表现在非线性耦合和参数不确定等几个方面。依照常规方法设计的飞行控制系统可能无法满足工程实际的需要。UAV力平衡方程中，运动学耦合对UAV动力学特性的影响是较大的。UAV力矩平衡方程中的惯性交叉项将UAV的俯仰、偏航和滚动通道耦合在一起。可以引入解耦算法，抵消大攻角飞行各个通道间的交叉耦合项。目前，飞行控制的研究热点集中在鲁棒、非线性、自适应和智能控制等方面，提高控制系统的鲁棒性和故障适应能力是研究的重点。UAV鲁棒非线性自动驾驶仪的设计还没有研究的非常深入。控制不确定系统的问题（也叫做鲁棒问题），就是要设计一个依托于不确定性的固定控制器，并使它能够保证在面临很大的系统不确定性时保持性能。对影响程度较大但建模精度很差的耦合项，采用鲁棒控制器抑制其影响。本课题研究内容是根据UAV非线性模型，利用时标分离设计内外环动态逆控制律，将其高非线性动力学转化成线性模型从而利用线性控制律进行设计，对系统引入不确定性，设计二自由度H回路成形鲁棒最优控制器，使系统具有鲁棒性追踪性能和抗干扰鲁棒性。