[發(fā)明專利]用于執(zhí)行交通工具的基于觀察器的控制的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810173221.7
• 申請(qǐng)日: 2018-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108628163B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-12-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: E·拉夫烈茨基;K·A·懷斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

1.一種用于執(zhí)行交通工具的基于觀察器的控制的裝置，其包括：

誤差模塊，用于計(jì)算交通工具的第一狀態(tài)與所述交通工具的第二狀態(tài)之間的差異，所述第一狀態(tài)基于有界命令，所述第二狀態(tài)基于來(lái)自于傳感器的測(cè)量結(jié)果，所述傳感器包括加速度傳感器或陀螺儀傳感器中的至少一個(gè)；

觀察器模塊，用于基于所述差異確定所述交通工具的第三狀態(tài)，所述觀察器模塊通過(guò)以下步驟確定所述第三狀態(tài)：

基于施加到所述第一狀態(tài)的觀察器誤差反饋增益和增益命令值計(jì)算和；并且

使用所述和執(zhí)行傳遞函數(shù)以生成所述第三狀態(tài)，所述傳遞函數(shù)包括第一矩陣和第二矩陣，所述第一矩陣相應(yīng)于單位矩陣，所述第二矩陣相應(yīng)于觀察器模型的狀態(tài)矩陣；

基線控制模塊，用于基于所述第三狀態(tài)生成第一命令；以及

交通工具模塊，用于執(zhí)行所述第一命令以通過(guò)將控制表面從第一位置移動(dòng)到第二位置來(lái)控制所述交通工具。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述觀察器模塊基于所述交通工具模塊執(zhí)行引導(dǎo)命令來(lái)估計(jì)所述第一狀態(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述觀察器模塊通過(guò)對(duì)輸入矩陣執(zhí)行方化修改以確定偽輸入矩陣來(lái)估計(jì)所述第一狀態(tài)，其中所述偽輸入矩陣包括輸入的數(shù)量等于輸出矩陣中的輸出的數(shù)量。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述觀察器模塊通過(guò)基于所述偽輸入矩陣計(jì)算復(fù)平面的左半開(kāi)平面中一個(gè)或多個(gè)傳輸零點(diǎn)來(lái)估計(jì)所述第一狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1、權(quán)利要求2、權(quán)利要求3、或權(quán)利要求4所述的裝置，其中基于觀察器誤差反饋增益確定所述第三狀態(tài)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，進(jìn)一步包括自適應(yīng)控制模塊，用于生成控制律以基于所述第三狀態(tài)計(jì)算自適應(yīng)控制命令。

7.一種用于執(zhí)行交通工具的基于觀察器的控制的方法，其包括：

計(jì)算交通工具的第一狀態(tài)與所述交通工具的第二狀態(tài)之間的差異，所述第一狀態(tài)基于有界命令，所述第二狀態(tài)基于來(lái)自于傳感器的測(cè)量結(jié)果，所述傳感器包括加速度傳感器或陀螺儀傳感器中的至少一個(gè)；

基于所述差異確定所述交通工具的第三狀態(tài)，所述確定包括：

基于施加到所述第一狀態(tài)的觀察器誤差反饋增益和增益命令值計(jì)算和；并且

使用所述和執(zhí)行傳遞函數(shù)以生成所述第三狀態(tài)，所述傳遞函數(shù)包括第一矩陣和第二矩陣，所述第一矩陣相應(yīng)于單位矩陣，所述第二矩陣相應(yīng)于觀察器模型的狀態(tài)矩陣；

基于所述第三狀態(tài)生成第一命令；以及

執(zhí)行所述第一命令以通過(guò)將控制表面從第一位置移動(dòng)到第二位置來(lái)控制所述交通工具。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中基于所述交通工具執(zhí)行引導(dǎo)命令來(lái)估計(jì)所述第一狀態(tài)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中估計(jì)所述第一狀態(tài)包括對(duì)輸入矩陣執(zhí)行方化修改以確定偽輸入矩陣，其中所述偽輸入矩陣包括輸入的數(shù)量等于輸出矩陣中的輸出的數(shù)量。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中估計(jì)所述第一狀態(tài)包括基于所述偽輸入矩陣計(jì)算復(fù)平面的左半開(kāi)平面中的一個(gè)或多個(gè)傳輸零點(diǎn)。

11.根據(jù)權(quán)利要求7、權(quán)利要求8、權(quán)利要求9、或權(quán)利要求10所述的方法，其中基于觀察器誤差反饋增益確定所述第三狀態(tài)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括生成控制律以基于所述第三狀態(tài)計(jì)算自適應(yīng)控制命令。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中確定所述第二狀態(tài)包括基于來(lái)自于所述傳感器的所述測(cè)量結(jié)果計(jì)算攻角參數(shù)和側(cè)滑參數(shù)中的至少一個(gè)，所述傳感器包括加速度傳感器和角速率傳感器中的至少一個(gè)。