[发明专利]飞行器中的差分量化反馈控制器及其控制方法

摘要

本发明提供一种飞行器中的差分量化反馈控制器及其控制方法。差分量化反馈控制器包括依次连接的飞行轨迹量化器、数字通信网络、差分信号估计器和飞行控制器。飞行轨迹量化器连接目标跟踪系统，对其输出的飞行器飞行轨迹探测信号进行量化；数字通信网络用于对飞行轨迹量化器生成的量化值进行信源编码和信道编码，再通过无线信道传输给差分信号估计器；差分信号估计器用于接收数字通信网络发送的差分信号信息，生成差分估计信号；飞行控制器连接差分信号估计器，实现对飞行动力系统的控制。本发明能实现飞行器自动导航网络化控制，有效地降低了对数字通信网络信息传输速率的要求，解决了网络带宽受限的难题，特别适合于超音速飞行器的自动导航控制。

主权项

1.一种飞行器中的差分量化反馈控制器，其特征在于，包括：依次连接的飞行轨迹量化器、数字通信网络、差分信号估计器和控制器；所述的控制器与飞行动力系统连接，所述的飞行动力系统与飞行器连接，所述的飞行器与目标跟踪系统连接，所述目标跟踪系统与飞行轨迹量化器连接；所述飞行轨迹量化器对飞行器的飞行轨迹探测信号进行量化，具体包括第一飞行轨迹预测模块、差分信号产生模块、量化参数设定模块、速率受限量化模块；所述第一飞行轨迹预测模块与差分信号产生模块输入连接，所述差分信号产生模块的输出与速率受限量化模块的输入连接，所述速率受限量化模块的输出与数字通信网络连接，所述速率受限量化模块的输入还与量化参数设定模块连接；所述第一飞行轨迹预测模块用于对飞行器飞行轨迹信号进行预测，产生飞行轨迹预测信号；所述差分信号产生模块用于把目标跟踪系统探测到的飞行轨迹探测信号与飞行轨迹预测模块产生的飞行轨迹预测信号做差，得到差分信号；所述量化参数设定模块用于设定差分信号进行量化所需要的各个参数，包括量化级数、量化间隔、量化范围；所述速率受限量化模块用于对差分信号进行量化，生成量化值，同时确保所需要的信息传输速率大小在数字通信网络限定范围内；所述数字通信网络用于对飞行轨迹量化器生成的量化值进行信源编码和信道编码，再通过无线信道传输给差分信号估计器；所述差分信号估计器用于接收数字通信网络发送的差分信号信息，生成差分估计信号；所述控制器用于利用得到的差分估计信号来计算控制输出信号，实现对飞行动力系统的控制，操控飞行器的飞行姿态，调整其飞行轨迹，从而确保飞行器按照规划路径飞行，具体包括第二飞行轨迹预测模块、飞行轨迹估计模块、控制增益计算模块、控制输出生成模块；所述飞行轨迹估计模块的输入分别与差分信号控制器、第二飞行轨迹预测模块连接，所述飞行轨迹估计模块的输出与控制输出生成模块的输入连接，所述控制输出生成模块的输出与飞行动力系统连接，所述的控制输出生成模块还与控制增益计算模块连接；所述第二飞行轨迹预测模块用于对飞行器飞行轨迹信号进行预测，产生飞行轨迹预测信号；所述飞行轨迹估计模块用于把差分估计信号与飞行轨迹预测信号相加，生成飞行轨迹估计信号；所述控制增益计算模块用于计算控制增益值；所述控制输出生成模块用于根据飞行轨迹估计信号与控制增益值生成控制输出信号，实现对飞行动力系统的控制，从而实现对飞行器飞行轨迹的修正。