[發明專利]飛行器的控制方法、裝置和飛行器

有效

• 申請號: 201711498560.4
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN107943097B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 劉昊;馬騰;蔡國飆;劉德元;趙萬兵
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 徐彥圣

本發明提供了一種飛行器的控制方法、裝置和飛行器；其中，該方法包括：采集飛行器的動力系統輸出的初始飛行狀態參數；根據初始飛行狀態參數和預設的參考信號，生成初始控制信號；將初始控制信號輸入至飛行器的動力系統，采集動力系統輸出的當前飛行狀態參數，計算當前飛行狀態參數與參考信號之間的誤差信號；根據誤差信號，生成補償控制信號；根據初始控制信號和補償控制信號，確定飛行器的節流閥和舵偏角控制信號，以對飛行器的飛行狀態進行控制。本發明可以抑制飛行器在飛行過程中產生的各種不確定因素的影響，提高控制器對飛行器飛行狀態的跟蹤控制性能；同時，本發明采用的是線性時不變的控制方法，易于實現，且實用性強。

技術領域

本發明涉及飛行器技術領域，尤其是涉及一種飛行器的控制方法、裝置和飛行器。

背景技術

高速飛行器因其能快速、高效和可靠地進入臨近空間而廣泛的應用于多種領域。高速飛行器在飛行過程中，會受到非線性和包括參數不確定性、非線性耦合、非結構化和外部干擾等不確定性的影響，尤其在執行超音速飛行任務時，這些不確定性將嚴重影響飛行器中閉環控制系統的跟蹤性能。而現有的控制方式中，常常忽略不確定性的影響，或者對這些影響進行粗略估計，導致對飛行器的不確定因素抑制能力較差，進而導致跟蹤控制性能較差。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種飛行器的控制方法、裝置和飛行器，以抑制飛行器在飛行過程中產生的各種不確定因素的影響，提高控制器對飛行器飛行狀態的跟蹤控制性能。

第一方面，本發明實施例提供了一種飛行器的控制方法，方法應用于飛行器的控制器；方法包括：采集飛行器的動力系統輸出的初始飛行狀態參數；其中，初始飛行狀態參數包括飛行速度和飛行高度；根據初始飛行狀態參數和預設的參考信號，生成初始控制信號；將初始控制信號輸入至飛行器的動力系統，采集動力系統輸出的當前飛行狀態參數，計算當前飛行狀態參數與參考信號之間的誤差信號；根據誤差信號，生成補償控制信號；根據初始控制信號和補償控制信號，確定飛行器的節流閥和舵偏角控制信號，以對飛行器的飛行狀態進行控制。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方式，其中，上述根據初始飛行狀態參數和預設的參考信號，生成初始控制信號的步驟，包括：通過下述公式，計算初始控制信號u_i,H：

u_i,H＝K_i,He_i,i＝1,2,；

其中，i＝1代表飛行速度；i＝2代表飛行高度；K_i,H次優狀態反饋增益；e_i為誤差信號。

結合第一方面的第一種可能的實施方式，本發明實施例提供了第一方面的第二種可能的實施方式，其中，上述次優狀態反饋增益K_i,H，通過下述公式獲得：

其中，ω_n為自然角頻率；ρ為大氣密度；v_trim為飛行器在巡航飛行階段平衡狀態時的速度；S為參考面積；為平均氣動弦長；C_Me為空氣動力系數；I_yy為轉動慣量；P_i為下述方程的對稱正定解：