[發明專利]抑制控制輸入飽和的飛行控制方法

有效

• 申請號: 201710317622.0
• 申請日: 2017-05-08
• 公開（公告）號: CN106970633B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 陳偉;孫傳杰;馮高鵬;錢立新;盧永剛;鄧坤
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本發明公開了一種抑制控制輸入飽和的飛行控制方法，包括抑制氣動舵飽和的非線性控制方法和抑制發動機轉速飽和的非線性控制方法；所述抑制氣動舵飽和的非線性控制方法以實際偏舵量與偏舵指令的差作為補償系統的輸入，再用補償系統的輸出的舵飽和補償信號對虛擬控制指令進行修正；所述抑制發動機轉速飽和的非線性控制方法以實際推力與推力虛擬指令的差作為轉速飽和補償系統的輸入，并利用轉速飽和補償系統的補償信號的積分量對推力虛擬指令進行修正。本發明利用飛行器非線性動力學模型，設計相應的補償信號對控制輸入飽和進行抑制，幫助系統在短時間內脫離飽和，恢復到正常控制。

技術領域

本發明涉及飛行器控制方法，尤其涉及一種抑制控制輸入飽和的飛行控制方法。

背景技術

飛行器在大機動飛行時，氣動特性發生較大變化，操縱面可能出現飽和。在加速的過程中，發動機轉速指令會超過發動機的最大轉速限制，出現飽和。控制輸入飽和會使得閉環系統響應變壞，甚至引起系統不穩定，在飛行控制系統設計中需要采取相應措施加以抑制。目前，關于抑制控制輸入飽和的控制方法較少，特別是非線性控制方法就更為少見。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種抑制控制輸入飽和的飛行控制方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種抑制控制輸入飽和的飛行控制方法，包括抑制氣動舵飽和的非線性控制方法和抑制發動機轉速飽和的非線性控制方法；

所述抑制氣動舵飽和的非線性控制方法為采用反步遞推的方法，逐級設計航跡傾斜角虛擬控制指令、迎角虛擬控制指令和仰俯角速度虛擬控制指令，利用RBF網絡分別對航跡傾斜角、迎角和俯仰角速度的微分方程中的不確定項進行逼近，并以實際偏舵量與偏舵指令的差作為補償系統的輸入，再利用補償系統的輸出的舵飽和補償信號對虛擬控制指令進行修正；

所述抑制發動機轉速飽和的非線性控制方法為基于飛行速度的微分方程設計推力虛擬指令，利用RBF網絡對飛行速度微分方程中的不確定項進行逼近，以實際推力與推力虛擬指令的差作為轉速飽和補償系統的輸入，并利用轉速飽和補償系統的補償信號的積分量對推力虛擬指令進行修正。

具體地，所述抑制氣動舵飽和的非線性控制方法包括以下步驟：

(1)建立包含航跡傾斜角、迎角和俯仰角速度的反饋非線性系統：

式中：γ為航跡傾斜角，α為迎角，q為俯仰角速度；

f_γ0(x)、g_γ0(x)、f_α0(x)、f_q0(x)和g_q0(x)為已知系統參數，Δ_γ(x)、Δ_α(x)和Δ_q(x)為系統不確定項；

(2)使用RBF網絡w_γh_γ、w_αh_α、w_qh_q分別對不確定項Δ_γ(x)、Δ_α(x)、Δ_q(x)進行逼近；

其中：w_γ、w_α、w_q為RBF網絡權值，h_γ、h_α、h_q為高斯基函數向量。

(3)定義航跡傾斜角、迎角和俯仰角速度的變量跟蹤誤差：