[发明专利]结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法及系统

权利要求书

1.结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法，其特征在于步骤如下：

(1)建立侧滑角的黄金分割自适应控制器u(k)，

(2)利用相平面法将连续控制量转化为开关控制量，进而通过所述开关控制量生成RLV反推力器开关控制指令，对RLV的反推力器进行控制；

所述RLV上设置有四个反推力器RCS1、RCS2、RCS3和RCS4，均位于RLV的尾部，且依次设置在机尾坐标系的第一象限、第四象限、第三象限和第二象限内；

利用相平面法将连续控制量转化为开关控制量，进而通过所述开关控制量生成RLV反推力器控制指令，具体为：

根据连续控制量u(k)，对相平面进行分区，相平面的横轴为u(k)，纵轴为du(k)＝u(k)-u(k-1)；

设定阈值ε₁,ε₂，满足0ε₁ε₂，反推力器的开关控制指令按照如下方式确定：

当u(k)ε₁且du(k)0时，生成RCS1和RCS2的开关控制指令，令RCS1和RCS2工作；

当u(k)ε₂且du(k)0时，生成RCS1和RCS2的开关控制指令，令RCS1和RCS2工作；

当u(k)-ε₁且du(k)0时，生成RCS3和RCS4的开关控制指令，令RCS3和RCS4工作

当u(k)-ε₂且du(k)0时，生成RCS3和RCS4的开关控制指令，令RCS3和RCS4工作。

2.根据权利要求1所述的结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法，其特征在于：所述连续控制量是指侧滑角的黄金分割自适应控制器u(k)。

3.根据权利要求1所述的结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法，其特征在于：所述RLV是指可重复使用运载器。

4.根据权利要求1所述的结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法，其特征在于：所述机尾坐标系是指：从机身后侧沿机轴向前的方向，坐标系的原点为机轴和机尾平面的交点，水平向右为X轴，垂直向上为Y轴，X轴正向和Y轴正向之间为第一象限，其中设置的反推力器为RCS1，其余反推力器按照顺时针依次编号为RCS2、RCS3、RCS4，分别设置在第四象限、第三象限和第二象限内；

第四象限是指X轴正向和Y轴负向之间；

第三象限是指X轴负向和Y轴负向之间；

第二象限是指X轴负向和Y轴正向之间。

5.根据权利要求4所述的结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法，其特征在于：RCS1的喷流方向与Y轴正向之间夹角小于90度且与X轴正向之间夹角大于90度；

RCS2的喷流方向与Y轴正向之间夹角大于90度且与X轴正向之间夹角大于90度；

RCS3的喷流方向与Y轴正向之间夹角大于90度且与X轴正向之间夹角小于90度；

RCS4的喷流方向与Y轴正向之间夹角小于90度且与X轴正向之间夹角小于90度。

6.根据权利要求1所述的结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法，其特征在于：侧滑角的黄金分割自适应控制器u(k)，具体为：

其中，y(k)为第k时刻的侧滑角值，l₁＝0.382,l₂＝0.618,待辨识参数为特征参量。

7.根据权利要求6所述的结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法，其特征在于：通过改进最小二乘法实现辨识：

其中，

η(k-1)＝[y(k-1) y(k-2) u(k-1)]^T；

β_0min为辨识参数的下界，P为3×3矩阵，P₃表示矩阵的第3列，P_3×3表示矩阵的第3行第3列。

8.一种基于权利要求1所述结合连续控制和相平面法的RLV反推力器控制方法实现的RLV反推力器控制系统，其特征在于包括：

自适应控制器建立模块：用于建立侧滑角的黄金分割自适应控制器u(k)；

阈值设置模块：用于设置生成反推力器开关控制指令的比较阈值；

开关控制量转换模块：用于根据所述比较阈值，利用相平面法将连续控制量转化为开关控制量；

反推力器控制模块：用于通过所述开关控制量生成RLV反推力器开关控制指令，对RLV的反推力器进行控制。