[发明专利]运载火箭Pogo主动抑制的自适应控制方法有效

专利信息
申请号: 202011455603.2 申请日: 2020-12-10
公开(公告)号: CN112558480B 公开(公告)日: 2023-01-17
发明(设计)人: 刘锦凡;毛玉明;谭述君;盛英华;毛承元;赵旺 申请(专利权)人: 上海宇航系统工程研究所
主分类号: G05B13/04 分类号: G05B13/04
代理公司: 上海航天局专利中心 31107 代理人: 王海涛
地址: 201109 *** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 运载火箭 pogo 主动 抑制 自适应 控制 方法
【权利要求书】:

1.一种运载火箭Pogo主动抑制的自适应控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)基于建立的Pogo系统状态空间模型,采用解决Pogo模型奇异性问题的方法,通过特征值分析得到新状态空间下的非奇异降阶模型;

(2)采用模型参考自适应控制理论导出新状态空间下的自适应控制律;

(3)通过特征变换得到原状态空间的自适应控制律;

所述步骤(1)采用Pogo系统的状态空间建模方法,建立Pogo振动的状态空间模型,如下:

其中x是由推进系统脉动变量和结构系统振动变量组合成的状态向量,维数为n,u是控制输入,E和A是系统矩阵,B是控制输入矩阵;

利用原状态x的系统矩阵E和A,构造降阶模型对应的状态变换矩阵和特征值矩阵

建立新状态η的状态空间方程

其中η为新状态向量,维数为r,如果r<n则为降阶模型;为新状态空间的输入矩阵,如下

2.根据权利要求1所述的一种运载火箭Pogo主动抑制的自适应控制方法,其特征在于,得到反变换矩阵T:利用新状态η和原状态x的变换关系

可以得到反变换关系,如下

η=Tx (0.5)

其中T为反变换矩阵,

建立参考模型,如下:

其中ηm为参考模型的状态向量,下标im为式(0.2)中特征值矩阵中实部大于零的特征值所对应的索引,由中对应于im的行和列组成,但是需要将特征值的实部修改为小于零的数,体现了对控制性能的要求;由中对应于im的行直接组成,ur是参考输入;

求解Pm矩阵:Pm满足下面的矩阵Lyapunov方程,

其中,Qm为指定的矩阵,是正定的,即Qm>0,构造新状态η空间的自适应律,

其中ηim为η中对应于im索引位置的值,η通过状态反变换式(0.5)

由原状态x得到;自适应增益矩阵满足,

其中Γ1是指定的自适应律加权参数,em=ηimm

其积分形式为

其中为指定的自适应增益矩阵的初值。

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