题目：无人机鲁棒控制方法研究

本文以无人机在飞行过程中存在的各种外界干扰和飞控系统自身存在的不确定性为研究对象，利用鲁棒控制理论[11]、小扰动线性化方法[12]，非脆弱鲁棒控制概念[32]，对无人机飞行控制系统进行了优化设计,提高了系统的抗干扰性和跟踪效能[11]，结合某型无人机进行了仿真验证，主要研究内容包括：

1、对鲁棒控制理论进行了详细论述，主要是如何设计鲁棒控制器，将跟踪问题模型、系统不确定性描述和外界干扰统一到标准鲁棒控制问题中。特别是加权函数的选择是关键，对于被控对象存在摄动条件下如何选取权函数保证系统的性能指标进行了理论推导[11]。

2、参考无人机飞行手册，基于小扰动线性化方法，建立了系统六自由度模型，并进行了纵向、横侧向模态分析[12]。

3、如何保证存在参数摄动时飞控系统的稳定性是无人机设计的首要环节，即便飞控系统对于被控对象的不确定性是鲁棒的，但对于控制器本身却可能是脆弱的，现有的控制器设计方法在控制器存在参数摄动时可能导致闭环系统失稳。所以引入了非脆弱鲁棒控制的概念，即在控制器的实现当中也要考虑模型不确定性，这就是非脆弱鲁棒控制，本文对非脆弱鲁棒控制也进行了理论介绍，提出了相应的设计思路，主要是控制器存在摄动条件下的系统稳定性问题，提出了基于标准鲁棒控制问题的解决方案，有效地解决了控制器实现过程中的不确定性对系统造成的影响[32]。

4、结合无人机系统参数，利用鲁棒控制理论选取相应的加权函数对无人机状态方程存在参数摄动的情况进行了系统分析，利用状态反馈法设计了相应的控制器，保证了系统矩阵存在31.9%摄动条件下的稳定性；并对控制器参数摄动对系统稳定性的影响进行了仿真验证；证明了研究非脆弱鲁棒控制理论必要性，对所设计的控制器进行了改进，提高了反馈控制系统在控制器存在摄动条件下的稳定性，在被控对象和控制器同时具有不确定性的情况下，对鲁棒控制系统进行了仿真设计[32]。