[发明专利]一种非最小相位飞行器控制系统执行器持续间歇性故障的自适应补偿控制方法

摘要

本发明公开了一种非最小相位飞行器控制系统执行器持续间歇性故障的自适应补偿控制方法，包括：1.基于现有飞行器控制系统模型，等价重构执行器发生持续间歇性故障时的飞行器控制系统模型。2.基于时变的输入‑输出模型，构造参数化的飞行器控制系统模型。3.建立基于控制分离的LQ最优控制架构。4.构造虚拟的参数化误差控制系统状态空间模型。5.建立标称的LQ最优控制器。6.设计鲁棒自适应参数更新律，建立基于参数估计的误差控制系统。7.设计基于控制分离的鲁棒自适应LQ控制器。本发明可使飞行器控制系统在执行机构发生持续间歇性故障时，有效保证飞行器控制系统实现期望的闭环稳定和输出跟踪性能，从而实现飞行器的安全飞行。

主权项

1.一种非最小相位飞行器控制系统执行器持续间歇性故障的自适应补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、依据现有飞行器控制系统执行器的工作状况，考虑执行器发生不确定的持续间歇性故障的情况，建立执行器故障指示函数及执行器故障模式集，来表征执行器运行的当前状况及所有可能的故障情况；即，基于现有飞行器控制系统模型，通过引入执行器故障指示函数，等价重构执行器发生持续间歇性故障时的飞行器控制系统模型；步骤2、采用时变的输入‑输出系统模型，表征步骤1所述的执行器发生持续间歇性故障的飞行器控制系统；基于此时变的输入‑输出系统模型和执行器故障模型，建立参数化的时变飞行器控制系统模型；步骤3、基于无限时间的二次型能量函数，建立一种基于控制分离的无限时间的LQ最优输出跟踪框架；所述的控制分离是指将能量函数中的控制信号分离为两部分：其一是为了保证闭环系统的稳定性和输出跟踪，其二是为了补偿执行器持续间歇性故障对闭环系统所造成的影响；在此框架下，设计一种显性的复合控制器结构；步骤4、引入输出跟踪误差，基于步骤2中参数化的时变飞行器控制系统模型，构造一个虚拟的参数化的误差控制系统状态空间模型，该模型是可观测标准型的；从而将现有飞行器控制系统的输出跟踪问题转换为虚拟误差控制系统的输出调节问题；步骤5、假设现有飞行器控制系统参数和所发生的执行器持续间歇性故障的信息均已知：基于步骤3中设计的无限时间的LQ最优控制框架，考虑虚拟的参数化的误差控制系统状态空间模型，采用动态规划方法，设计标称的基于控制分离的LQ控制器；此标称的LQ控制器是自适应LQ控制器的设计基础；步骤6、考虑现有飞行器控制系统参数和所发生的执行器持续间歇性故障的信息均未知：基于步骤2中所述的参数化的时变飞行器控制系统模型，设计鲁棒自适应参数更新律，从而获得未知的现有飞行器控制系统参数和执行器故障信息的估计值；根据所获得的此飞行器控制系统参数和执行器故障信息的估计值，建立参数估计的误差控制系统状态空间模型；步骤7、考虑现有飞行器控制系统参数和所发生的执行器持续间歇性故障的信息均未知：基于所述的参数估计的误差控制系统状态空间模型，设计基于控制分离的鲁棒自适应LQ执行器故障补偿控制器。