[发明专利]一种舰载机自动着舰控制系统的设计方法和控制方法

摘要

本发明公开了一种舰载机自动着舰控制系统的设计方法和控制方法，所述舰载机自动着舰控制系统采用鲁棒预见控制器，采用鲁棒控制器设计系统的状态反馈控制器，采用预见控制器设计系统的前馈控制器。本发明通过结合鲁棒控制器和预见控制器，从而改善舰载机着舰的安全性和精确度。

主权项

1.基于鲁棒预见控制的舰载机自动着舰控制系统的设计方法，其特征在于：所述舰载机自动着舰控制系统采用鲁棒预见控制策略来设计，即，采用鲁棒控制策略设计舰载机自动着舰控制系统的状态反馈控制器，采用预见控制策略设计舰载机自动着舰控制系统的前馈控制器，设计方法如下：(1)设舰载机系统：x(k+1)＝Ax(k)+B₁w(k)+B₂u(k)z(k)＝C₁x(k)+D₁₁w(k)+D₁₂u(k)y(k)＝C₂x(k)其中，x是系统的状态变量，u是控制输入，w是外部扰动输入，z是被调输出，y是系统输出，A，B₁，B₂，C₁，C₂，D₁₁和D₁₂是适维矩阵；(2)导出舰载机系统的误差系统：其中，Δx是x的一阶差分值，Δw是w的一阶差分值，Δu是u的一阶差分值，ΔRs是目标值Rs的一阶差分值，目标值Rs为高度的偏量，I_m是适维的单位矩阵；先设目标值Rs为零或定值信号，则上述误差系统变为：X₀(k+1)＝ΦX₀(k)+G_wΔw(k)+G_uΔu(k)其中，(3)建立上述误差系统的性能评价函数：其中，Q是半正定权重矩阵，H是正定矩阵；定义被调输出信号：于是，令代入上述性能评价函数，得(4)设系统的扰动衰减度γ＞0为常数，且使得所求的状态反馈控制器满足：则，具有给定扰动衰减度γ＞0的鲁棒状态反馈控制律为：Δu_F(k)＝F_kX₀(k)其中，S＝[0 I]，I是单位矩阵；(5)再设目标值Rs不为零或定制信号，则前馈控制器的性能评价函数：其中，M_R是目标值预见步数，M_w是干扰值预见步数；(6)根据偏微分最优化算法求得目标值前馈系数F_R(j)与干扰前馈系数F_w(j)：其中，F_R(0)＝0，ξ＝Φ+G_uF_k；(7)将鲁棒状态反馈控制和预见前馈控制结合起来，则系统响应的鲁棒预见控制律：。