[发明专利]飞行器的控制方法、装置和飞行器

说明书

本发明提供了一种飞行器的控制方法、装置和飞行器；其中，该方法包括：采集飞行器的动力系统输出的初始飞行状态参数；根据初始飞行状态参数和预设的参考信号，生成初始控制信号；将初始控制信号输入至飞行器的动力系统，采集动力系统输出的当前飞行状态参数，计算当前飞行状态参数与参考信号之间的误差信号；根据误差信号，生成补偿控制信号；根据初始控制信号和补偿控制信号，确定飞行器的节流阀和舵偏角控制信号，以对飞行器的飞行状态进行控制。本发明可以抑制飞行器在飞行过程中产生的各种不确定因素的影响，提高控制器对飞行器飞行状态的跟踪控制性能；同时，本发明采用的是线性时不变的控制方法，易于实现，且实用性强。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，尤其是涉及一种飞行器的控制方法、装置和飞行器。

背景技术

高速飞行器因其能快速、高效和可靠地进入临近空间而广泛的应用于多种领域。高速飞行器在飞行过程中，会受到非线性和包括参数不确定性、非线性耦合、非结构化和外部干扰等不确定性的影响，尤其在执行超音速飞行任务时，这些不确定性将严重影响飞行器中闭环控制系统的跟踪性能。而现有的控制方式中，常常忽略不确定性的影响，或者对这些影响进行粗略估计，导致对飞行器的不确定因素抑制能力较差，进而导致跟踪控制性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种飞行器的控制方法、装置和飞行器，以抑制飞行器在飞行过程中产生的各种不确定因素的影响，提高控制器对飞行器飞行状态的跟踪控制性能。

第一方面，本发明实施例提供了一种飞行器的控制方法，方法应用于飞行器的控制器；方法包括：采集飞行器的动力系统输出的初始飞行状态参数；其中，初始飞行状态参数包括飞行速度和飞行高度；根据初始飞行状态参数和预设的参考信号，生成初始控制信号；将初始控制信号输入至飞行器的动力系统，采集动力系统输出的当前飞行状态参数，计算当前飞行状态参数与参考信号之间的误差信号；根据误差信号，生成补偿控制信号；根据初始控制信号和补偿控制信号，确定飞行器的节流阀和舵偏角控制信号，以对飞行器的飞行状态进行控制。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，上述根据初始飞行状态参数和预设的参考信号，生成初始控制信号的步骤，包括：通过下述公式，计算初始控制信号u_i,H：

u_i,H＝K_i,He_i,i＝1,2,；

其中，i＝1代表飞行速度；i＝2代表飞行高度；K_i,H次优状态反馈增益；e_i为误差信号。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，上述次优状态反馈增益K_i,H，通过下述公式获得：

其中，ω_n为自然角频率；ρ为大气密度；v_trim为飞行器在巡航飞行阶段平衡状态时的速度；S为参考面积；为平均气动弦长；C_Me为空气动力系数；I_yy为转动惯量；P_i为下述方程的对称正定解：