[發明專利]一種過驅動飛行器自適應控制分配方法

有效

• 申請號: 201711437557.1
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108303940B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 趙亞東;周澤華;張衛東;葉菲;張國慶;孫志堅
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G05B19/048
• 分類號: G05B19/048
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 應小波

1.一種過驅動飛行器自適應控制分配方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)建立帶有維度約束的冗余飛行器系統描述模型；

2)利用參考模型生成頂層控制律；

3)采用分配陣和遺傳算法自適應混合控制分配算法進行控制分配；

所述的2)利用參考模型生成頂層控制律具體為：

考慮參考模型，即給定跟蹤軌跡的模型：

其中是參考模型狀態變量，是參考模型輸入信號，是參考模型輸出變量，A_m為參考模型系統矩陣，B_m為參考模型輸入矩陣，C為描述模型輸出矩陣，其中分別表示維數為n、q、l的實數向量空間，n為系統狀態變量維數，l是系統輸出變量維數，q的含義為參考輸入信號的維數；

同時考慮如下的執行器約束：

其中α_i(t)為第i個執行器在t時刻輸入信號約束的下確界，β_i(t)為第i個執行器在t時刻輸入信號約束的上確界，其中α_i(t)≤β_i(t)，Ω為所有滿足執行器約束的輸入信號組成的集合，m為執行機構的個數；

根據參考模型生成的頂層控制律為：

v＝K_xx+K_rr

其中x為冗余系統當前狀態，K_x為滿足A_m＝A+B_vK_x的狀態反饋矩陣，K_r為滿足B_m＝B_vK_r的參考輸入反饋矩陣，A為描述模型系統矩陣，B_v為輸入矩陣B_u滿秩分解的列滿秩矩陣，B_u為滿足B_vB_c＝B_u的輸入矩陣，B_c為相應的行滿秩矩陣。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的1)建立帶有維度約束的冗余飛行器系統描述模型具體為：

將飛行器系統描述模型及參數建立為如下多輸入多輸出標準形式：

其中是冗余系統當前狀態，是系統輸入信號，是系統輸出變量，u(t)＝[u₁(t),u₂(t),...,u_m(t)]^T，是第i個執行器在t時刻的輸入信號，其中B_u為滿足B_u＝[b₁,b₂,…,b_m]，rank(b_i)＝1對于i＝1,...,m，rank(B_u)＝n_u＜m的描述模型輸入矩陣，且(A,B_u)能控，其中n_u是矩陣B_u的秩。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的3)采用分配陣和遺傳算法自適應混合控制分配算法進行控制分配具體為：

第一步，獲取t時刻的系統狀態值x(t)和參考模型輸入信號值r(t)；

第二步，計算頂層控制律v(t)＝K_xx(t)+K_rr(t)；

第三步，利用分配陣方法計算候選輸入變量

第四步，若u_c(t)∈Ω，則分配u(t)＝u_c(t)，此次分配任務結束；

第五步，若啟用遺傳算法控制分配方法。