基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)綜合識(shí)別的軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)綜合識(shí)別的軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，用于解決現(xiàn)有高超聲速飛行器模糊自適應(yīng)控制方法實(shí)用性差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是建立適用于特征參數(shù)實(shí)時(shí)在線識(shí)別的特征模型，構(gòu)建飛行器特征參數(shù)與飛行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系，再根據(jù)飛行器上現(xiàn)有傳感器對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量的可測量結(jié)果，直接或間接構(gòu)建出用于在線實(shí)時(shí)綜合識(shí)別出飛行器飛行狀態(tài)的特征狀態(tài)量，根據(jù)飛行控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，把構(gòu)建好的特征狀態(tài)量與具體控制方法相結(jié)合，使得所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能夠?qū)︼w行器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行綜合識(shí)別，達(dá)到在線快速識(shí)別飛行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)參數(shù)的效果，提高了軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)的實(shí)用性。
【專利說明】基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)綜合識(shí)別的軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，特別是涉及一種基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)綜合識(shí)別的軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著飛行器自身結(jié)構(gòu)的不斷發(fā)展和飛行包絡(luò)的不斷增大，其數(shù)學(xué)模型難以準(zhǔn)確建立，尤其是其氣動(dòng)特性隨著飛行環(huán)境和飛行姿態(tài)的改變而呈現(xiàn)快時(shí)變性和強(qiáng)不確定性，這給飛行器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了許多困難。許多傳統(tǒng)的控制方法已經(jīng)不再適用，飛行器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)從傳統(tǒng)的控制器參數(shù)離線裝訂和切換向采用控制器參數(shù)在線可調(diào)的自適應(yīng)控制方向發(fā)展。
[0003]文獻(xiàn)“基于Backstepping的高超聲速飛行器模糊自適應(yīng)控制,控制理論與應(yīng)用，2008,Vol.25(5)，p805?p810”利用系統(tǒng)辨識(shí)方法在線辨識(shí)飛行器由于氣動(dòng)參數(shù)變化而引起的不確定性，并采用李雅普諾夫理論設(shè)計(jì)了自適應(yīng)控制律以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和指令的跟蹤。自適應(yīng)控制為了調(diào)整控制器參數(shù)，需要在飛行器飛行過程中不斷提取對(duì)象模型的信息。文獻(xiàn)中的自適應(yīng)控制方法屬間接自適應(yīng)控制范疇，其基本思想是:首先對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線辨識(shí)，然后基于辨識(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制律。在實(shí)際應(yīng)用中，傳統(tǒng)辨識(shí)方法具有收斂時(shí)間長和不夠精確等不足之處。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服現(xiàn)有高超聲速飛行器模糊自適應(yīng)控制方法實(shí)用性差的不足，本發(fā)明提供一種基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)綜合識(shí)別的軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。該方法根據(jù)飛行器的一般動(dòng)力學(xué)模型建立適用于特征參數(shù)實(shí)時(shí)在線識(shí)別的特征模型，構(gòu)建飛行器特征參數(shù)與飛行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的關(guān)系，再根據(jù)飛行器上現(xiàn)有傳感器對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)量的可測量結(jié)果，直接或間接構(gòu)建出用于在線實(shí)時(shí)綜合識(shí)別出飛行器飛行狀態(tài)的特征狀態(tài)量，根據(jù)飛行控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)，把構(gòu)建好的特征狀態(tài)量與極點(diǎn)配置法、變結(jié)構(gòu)控制方法以及魯棒控制方法相結(jié)合，使得所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)能夠?qū)︼w行器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行綜合識(shí)別，達(dá)到在線快速識(shí)別飛行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)參數(shù)的效果，實(shí)用性強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)綜合識(shí)別的軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)是采用以下步驟:
[0006]步驟一、構(gòu)建飛行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的三通道特征模型和特征狀態(tài)量。
[0007]根據(jù)飛行器的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程，建立以攻角α，側(cè)滑角β和滾轉(zhuǎn)角Y為狀態(tài)變量的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)一般模型如下:
【權(quán)利要求】
1.一種基于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)綜合識(shí)別的軸對(duì)稱飛行器三通道自適應(yīng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括以下步驟: 步驟一、構(gòu)建飛行器運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的三通道特征模型和特征狀態(tài)量； 根據(jù)飛行器的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)方程，建立以攻角α，側(cè)滑角β和滾轉(zhuǎn)角Y為狀態(tài)變量的姿態(tài)動(dòng)力學(xué)一般模型如下:
【文檔編號(hào)】G05B13/04GK103984237SQ201410244983
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月4日
【發(fā)明者】林鵬, 周軍, 鄧濤, 王楷, 董詩萌 申請人:西北工業(yè)大學(xué)