[發明專利]基于偏量特征模型的高超聲速飛行器自適應學習控制方法

有效

• 申請號: 201010623823.1
• 申請日: 2010-12-31
• 公開（公告）號: CN102176160A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 孟斌
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: G05D1/00
• 分類號: G05D1/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 楊虹

技術領域

本發明涉及一種高超聲速飛行器控制方法，特別是涉及一種基于偏量特征模型的高超聲速飛行器自適應學習控制方法，屬于飛行器控制技術領域。

背景技術

高超聲速飛行器技術是航空史上繼發明飛機、突破聲障之后的第三個劃時代的里程碑，同時也開辟了進入太空的新模式。由于高超聲速飛行器的獨特優勢，作為武器將在未來戰爭的快速打擊、遠程突防中占據重要的地位，因此高超聲速飛行器的研究受到各軍事大國政府的極大重視。高超聲速飛行器必須采用特殊的飛行模式，使得其飛行包線更加復雜，成為一個參數和狀態相互耦合、參數大范圍變化、多通道耦合、具有嚴重不確定性的復雜非線性系統。這對控制理論和方法的研究提出了新的挑戰。

基于特征模型的黃金分割控制方法是吳宏鑫院士提出的，經過20多年的研究，在理論和應用上均取得了重要進展，形成了一套實用性很強的自適應控制理論和方法。該方法需要辨識的參數少，可以保證閉環系統的暫態性能和穩態性能，具有強魯棒性和自適應性。基于特征模型的全系數自適應控制方法的基本思想是，首先建立系統的特征模型，然后按照特征模型參數設計全系數自適應控制律。所建立的系統的特征模型為下述二階時變差分方程：

y(k+2)＝f₁(k)y(k+1)+f₂(k)y(k)+f₃(k)u(k)

其中u(k)，y(k)分別表示系統的輸入和輸出；系數f_i(k)，i＝1，2，3，是慢時變的且其范圍可事先確定。

對于上述二階時變差分方程，使用加權最小二乘方法等辨識特征模型參數f_i，i＝1，2，3，然后將其投影到給定范圍內。辨識結果記為i＝1，2，3。

進而，設計全系數自適應控制律u＝u₀+u_g+u_i+u_d，其中，

u0(k)=yr(k)-f^1(k)yr(k)-f^2(k)yr(k-1)f^3(k)]]>