[发明专利]大包线飞行控制律设计的性能极限分析系统

权利要求书

1.一种大包线飞行控制律设计的性能极限分析系统，其特征在于，所述系统包括：

第一计算单元，所述第一计算单元被配置为采用扩展线性化方法将预先构建的飞行器模型转化为标准模型；

第二计算单元，所述第二计算单元被配置为将所述标准模型进行非线性坐标变换，计算所述标准模型的频域性能鲁棒性；

第三计算单元，所述第三计算单元被配置为根据线性时变系统一致渐进稳定判据计算所述标准模型的稳定判据；

第四计算单元，所述第四计算单元被配置为根据所述第二计算单元的频域性能鲁棒性和所述第三计算单元的稳定判据分析所述标准模型的性能极限；

所述第一计算单元还用于：

采用扩展线性化方法将所述飞行器模型线性化，分割所述飞行器模型的不稳定零动态；

计算所述飞行器模型的PD特征结构与所述飞行器模型的时域性能指标，判断所述飞行器模型是否可控；

若所述飞行器模型可控，则对所述飞行器模型进行非线性坐标变换；

其中，“判断所述飞行器模型是否可控”，其方法为：

计算所述飞行器模型的PD特征结构与所述飞行器模型的零初值时域响应，判断所述飞行器模型是否与标准型系统等价，若与所述标准型系统等价，则所述飞行器模型可控；

其中，计算所述飞行器模型的PD特征结构，其方法如下公式所示：

其中，k表示输出矩阵c的行数，N表示特征值PD、特征值ρ_i(t)的特征向量的列数，m为控制输入的个数，t₀表示起始时间，p_i(t)、为PD特征值ρ_i(t)的右、左PD特征向量，c_k(t),b_j(τ)分别为输出矩阵c的第k行向量、输入矩阵b的第j个向量，u_j(τ)表示控制变量第j个行向量；

其中，标准型系统为：

其中，z为状态变量，A(t)为状态方程，B(t)为输入矩阵，u为控制输入，t为时间；

其中，“计算所述标准模型的频域性能鲁棒性”，其方法为：

通过标量多项式微分算法计算所述标准模型在参数不确定情况下的PD谱和行列PD特征向量的摄动情况；

根据PD谱和行列PD特征向量的摄动情况，结合所述标准模型的时域响应，分析所述标准模型的时域性能参数向量摄动范围的范数，计算所述标准模型的频域性能鲁棒性；

其中，“分析所述标准模型的性能极限”，其方法为：计算时域性能指标与PD特征结构的关系，分析不稳定零动态对系统时域性能指标的约束机理：同时给出系统存在的单不稳定零点z和单不稳定极点p时，系统超调、负调的极限分别为：