[發明專利]一種針對三自由度直升機直接自適應重構控制方法

無效

• 申請號: 201210210085.7
• 申請日: 2012-06-21
• 公開（公告）號: CN102736517A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發明（設計）人: 陳復揚;姜斌;張世俊;劉劍慰;耿淼
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及一種針對三自由度直升機直接自適應重構控制方法。

背景技術

直升機飛行控制系統是直升機的重要組成部分，對直升機的飛行性能和安全性起到非常關鍵的作用。由于直升機飛行控制系統部件較多，發生故障的可能性較高，因此，研究其飛行控制系統的容錯控制技術是至關重要的。在故障發生時，通過重構控制，保證直升機在很短的時間內恢復平穩飛行，提高飛行的安全性。

飛行控制系統的重構控制的目的在于，使直升機在飛行過程中如出現執行器故障或其它未知故障時具有更高的生存性。自適應重構控制又分為兩種方法：直接自適應控制方法和間接自適應控制方法；間接自適應控制方法需要對被控對象的參數先進行辨識，以及需要提供多個控制方案，即首先對飛行參數直接在線估計，根據其結果來確定控制器參數。相反，直接自適應控制方法無需確切的系統參數，具有如下的優點：技術比較成熟，算法簡單，能處理一大類故障，例如系統參數的不確定、結構的不確定性以及外界干擾等；通過系統誤差響應來在線調節控制器的參數，保證了容錯控制的快速性；對于執行器故障，不需要單獨的故障診斷與辨識模塊，可以避免因此造成的不確定性而導致容錯控制性能（或指標）的降低。現有的自適應重構控制方法中，對于直升機的控制量采用模型求得，其中u為三自由度直升機的控制量，x為三自由度直升機的狀態向量，r為三自由度直升機參考模型的輸入向量，為故障補償向量，K_x為狀態向量反饋增益矩陣，K_r為前饋增益矩陣，但是采用此模型系統應對故障情形快速性不夠，這就直接影響到直升機在應對故障時的自我調節能力，而直升機在應對故障時的自我調節能力直接影響到其自身的飛行安全問題，因此對于直升機控制量計算的速度決定了直升機的飛行安全問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種應用方便，且能夠有效提高三自由度直升機控制量運算速度的針對三自由度直升機直接自適應重構控制方法。

本發明為了解決上述技術問題采用以下技術方案：本發明設計了一種針對三自由度直升機直接自適應重構控制方法，包括直接自適應重構控制律，其中包括三自由度直升機的控制量u，前饋增益矩陣K_r、三自由度直升機參考模型的輸入向量r，故障補償向量還包括參考模型的狀態向量反饋增益矩陣K₁，前饋增益矩陣K₂，K₂=K_r，輸出誤差增益矩陣K₃，三自由度直升機參考模型的狀態向量x_m，三自由度直升機的輸出誤差e_y，所述直接自適應重構控制律的模型結構如下：

u=K1xm+K2r+K3ey+f^]]>

其中，K₁、K₂、K₃和滿足如下條件：