[发明专利]飞行控制律的设计方法及装置在审
申请号: | 201810233121.9 | 申请日: | 2018-03-21 |
公开(公告)号: | CN108646548A | 公开(公告)日: | 2018-10-12 |
发明(设计)人: | 范国梁;袁如意;刘振;刘朝阳 | 申请(专利权)人: | 中国科学院自动化研究所 |
主分类号: | G05B13/04 | 分类号: | G05B13/04 |
代理公司: | 北京瀚仁知识产权代理事务所(普通合伙) 11482 | 代理人: | 郭文浩;陈晓鹏 |
地址: | 100190 *** | 国省代码: | 北京;11 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 飞行控制 数学模型 飞行器 设计方法及装置 估计参数 映射函数 不确定性问题 自动控制技术 计算飞行器 多个目标 飞行过程 目标系统 非典型 工作点 控制律 求解 包线 大包 构建 飞行 更新 | ||
1.一种飞行控制律的设计方法,其特征在于,所述方法包括:
计算预先构建的飞行器数学模型的目标系统;
求解所述多个目标系统的映射函数,根据所述映射函数计算所述飞行器数学模型的估计参数;
根据所述估计参数更新所述飞行器数学模型。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述映射函数的公式如下所示:
其中,π(ξ)表示浸入映射,υ(ξ)表示参数化函数,ξ表示目标系统的状态变量,a(ξ)表示目标系统。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,构建所述飞行器数学模型的方法如下公式所示:
其中,x=[V,γ,h,α,Q,η1,η2,η3],V,γ,h,α,Q分别表示速度、航迹倾角、高度、迎角、俯仰角速率;6个弹性体状态ηi,分别表示前三阶弹性模态及其微分,ωi为弹性模态的自然频率,ξi为阻尼比,m,g,Iyy分别表示质量、重力加速度和绕Y轴的转动惯量;L,D,T,M,Ni分别表示升力、阻力、推力、俯仰力矩和广义弹性力。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述目标系统为多个,所述目标系统包括一维目标系统、二维目标系统以及n-1维目标系统,所述一维目标系统表示为二维目标系统表示为n-1维目标系统表示为其中n为大于3的正整数,k1、k2、kn-1、a均表示系数。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括计算所述飞行器数学模型的不变流形,计算方法如下公式所示:
Π(ξ)=0,e=x-xcmd
其中,x为状态变量,xcmd为所述状态变量的控制误差。
6.一种飞行控制律的设计装置,其特征在于,所述装置包括:
第一计算单元,所述第一计算单元被配置为计算预先构建的飞行器数学模型的目标系统;
第二计算单元,所述第二计算单元被配置为求解所述多个目标系统的映射函数,根据所述映射函数计算所述飞行器数学模型的估计参数;
更新单元,所述更新单元被配置为根据所述估计参数更新所述飞行器数学模型。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述映射函数的公式如下所示:
其中,π(ξ)表示浸入映射,υ(ξ)表示参数化函数,ξ表示目标系统的状态变量,a(ξ)表示目标系统。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,构建所述飞行器数学模型的方法如下公式所示:
其中,x=[V,γ,h,α,Q,η1,η2,η3],V,γ,h,α,Q分别表示速度、航迹倾角、高度、迎角、俯仰角速率;6个弹性体状态ηi,分别表示前三阶弹性模态及其微分,ωi为弹性模态的自然频率,ξi为阻尼比,m,g,Iyy分别表示质量、重力加速度和绕Y轴的转动惯量;L,D,T,M,Ni分别表示升力、阻力、推力、俯仰力矩和广义弹性力。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述目标系统为多个,所述目标系统包括一维目标系统、二维目标系统以及n-1维目标系统,所述一维目标系统表示为二维目标系统表示为n-1维目标系统表示为其中n为大于3的正整数,k1、k2、kn-1、a均表示系数。
10.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述装置还用于计算所述飞行器数学模型的不变流形,计算方法如下公式所示:
Π(ξ)=0,e=x-xcmd
其中,x为状态变量,xcmd为所述状态变量的控制误差。
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