[發明專利]一種飛行器非線性非定常氣動載荷修正系統有效
| 申請號： | 202211053328.0 | 申請日： | 2022-08-30 |
| 公開（公告）號： | CN115328185B | 公開（公告）日： | 2023-05-30 |
| 發明（設計）人： | 劉義;王東豪;高曉瓊;柴振達;閆貫博 | 申請（專利權）人： | 北京京航計算通訊研究所 |
| 主分類號： | G05D1/08 | 分類號： | G05D1/08;G05D1/10 |
| 代理公司： | 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386 | 代理人： | 龐許倩 |
| 地址： | 100074 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 飛行器 非線性 非定常 氣動 載荷 修正 系統 | ||
1.一種飛行器非線性非定常氣動載荷修正系統，其特征在于，包括飛行器模型和內反饋回路、外反饋回路；其中，
所述飛行器模型，用于在非線性非定常氣動載荷下，輸出飛行器的實際姿態角和實際角速度；
所述外反饋回路，用于基于期望姿態角和所述實際姿態角進行處理，獲得參考角速度；
所述內反饋回路，用于對所述實際角速度和參考角速度進行處理，獲得非線性非定常氣動載荷的估計值，并輸出相應的補償控制指令至飛行器，對非線性非定常氣動載荷進行修正，所述內反饋回路包括內回路指令濾波器、自適應控制器和內回路反步控制器；
所述內回路指令濾波器，用于對所述參考角速度進行濾波；
所述自適應控制器，用于對所述實際角速度和濾波后的參考角速度進行處理，獲得非線性非定常氣動載荷的估計值；
所述內回路反步控制器，用于基于所述實際角速度、濾波后的參考角速度和所述非線性非定常氣動載荷的估計值，將自身重構為自適應攝動補償控制器，輸出相應的補償控制指令。
2.根據權利要求1所述的飛行器非線性非定常氣動載荷修正系統，其特征在于，所述外反饋回路包括外回路指令濾波器和外回路反步控制器；
所述外回路指令濾波器，用于對期望姿態角進行濾波；
所述外回路反步控制器，用于對所述實際姿態角和濾波后的期望姿態角進行處理，獲得參考角速度。
3.根據權利要求1所述的飛行器非線性非定常氣動載荷修正系統，其特征在于，所述飛行器模型，描述為：
其中，輸入變量u＝[δa,δe,δr,δy,δz]T，δa表示副翼控制輸入，δe表示升降舵控制輸入，δr表示方向舵控制輸入，δy表示橫側向推力矢量輸入，δz表示縱向推理矢量輸入；外回路狀態變量x1＝[α?β?φ]T，α表示迎角，β表示偏航角，φ表示滾轉角；內回路狀態變量x2＝[p?q?r]T，p表示俯仰角速度，q表示偏航角速度，r表示滾轉角速度；中的各元素均為氣動參數，δClβ是橫滾靜穩定性導數，δCm是縱向靜穩定性導數，是縱向過失速導數，δCnβ是航向靜穩定性導數；
f2的表達式如下所示：
其中，fp(·)、fq(·)和fr(·)分別表示俯仰通道、偏航通道和滾轉通道的非線性狀態函數，記x0,y0,z0分別為飛機質心在地軸系三個坐標軸的投影，則I11,I22,I33分別表示機身繞x0軸的轉動慣量、機身繞y0軸的轉動慣量和機身繞z0軸的轉動慣量，I13表示機身在x0-z0軸上的慣性積，分別為俯仰氣動力矩、偏航氣動力矩和滾轉氣動力矩；
G1和G2為控制效率分配矩陣；為氣動和結構復合參數矩陣；
角速率通道氣動參數攝動模型，表示為：
θ2＝θ2,0+Δθ2
上式中各項均為參數向量，各參數向量中的各元素表達式如下所示：
其中，帶下標r的氣動系數為飛機的靜態氣動參數，方程組等號左側為整體氣動參數，κi,i＝1,2,3,4,5是氣動參數攝動系數，當攝動為0時，氣動參數攝動系數值為0；當攝動不為0時，滿足1≤|κi|≤10，整體氣動參數為靜態氣動參數與攝動系數的和。
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