ROBUST STABILIZATION AND OPTIMIZATION OF FLIGHT CONTROL SYSTEM WITH STATE FEEDBACK AND FUZZY LOGICS

Abstract

This paper deals with combination of two powerful and modern control tools as linear matrix inequality that is used for synthesis a ‘crisp’ controller and a fuzzy control approach for designing a soft controller. The control design consists of two stages. The first stage investigates the problem of a robust an H2 controller design with parameters uncertainties of the handled plant in the presence of external disturbances. Stability onditions are obtained via a quadratic Lyapunov function and represented in the form of linear matrix inequalities. The second stage consists of the outer loop controller construction based on fuzzy inference system that utilizes for altitude hold mode. The parameters of the fuzzy controller are adjusted with a gradient descent method in order to improve the performance of the overall system. The case study illustrates the efficiency of the proposed approach to the flight control of small Unmanned Aerial Vehicle.

Розглянуто принцип поєднання двох потужних та сучасних засобів теорії управління як метод лінійних матричних нерівностей, який використовується для синтезу чіткого регулятора та нечіткого управління для синтезу регулятора з м’якими обчисленнями. Процедура синтезу складається з двох етапів. На першому етапі вирішено задачу синтезу робастного H2 - регулятора для безпілотного літального апарату із врахуванням зовнішніх збурень, які діють на об’єкт управління. Умови стійкості сформовано у вигляді лінійних матричних нерівностей. Другий етап присвячено задачі синтезу нечіткого регулятора для зовнішнього контуру управління в режимі стабілізації висоти, заснованого на нечіткій логіці. З метою покращення якості управління параметри нечіткого регулятора настроюються за допомогою градієнтного методу. Проведено дослідження на прикладі управління поздовжнім каналом безпілотного літального апарату.