基于运动状态综合识别的轴对称飞行器三通道自适应控制系统设计方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于运动状态综合识别的轴对称飞行器三通道自适应控制系统设计方法，用于解决现有高超声速飞行器模糊自适应控制方法实用性差的技术问题。技术方案是建立适用于特征参数实时在线识别的特征模型，构建飞行器特征参数与飞行器运动状态之间的关系，再根据飞行器上现有传感器对运动状态量的可测量结果，直接或间接构建出用于在线实时综合识别出飞行器飞行状态的特征状态量，根据飞行控制系统的性能指标，把构建好的特征状态量与具体控制方法相结合，使得所设计的控制系统能够对飞行器的运动状态进行综合识别，达到在线快速识别飞行器运动状态和调节控制系统参数的效果，提高了轴对称飞行器三通道自适应控制系统的实用性。
【专利说明】基于运动状态综合识别的轴对称飞行器三通道自适应控制系统设计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种轴对称飞行器三通道自适应控制系统设计方法，特别是涉及一种基于运动状态综合识别的轴对称飞行器三通道自适应控制系统设计方法。
【背景技术】
[0002]随着飞行器自身结构的不断发展和飞行包络的不断增大，其数学模型难以准确建立，尤其是其气动特性随着飞行环境和飞行姿态的改变而呈现快时变性和强不确定性，这给飞行器的控制系统设计带来了许多困难。许多传统的控制方法已经不再适用，飞行器的控制系统设计从传统的控制器参数离线装订和切换向采用控制器参数在线可调的自适应控制方向发展。
[0003]文献“基于Backstepping的高超声速飞行器模糊自适应控制,控制理论与应用，2008,Vol.25(5)，p805?p810”利用系统辨识方法在线辨识飞行器由于气动参数变化而引起的不确定性，并采用李雅普诺夫理论设计了自适应控制律以保证系统的稳定性和指令的跟踪。自适应控制为了调整控制器参数，需要在飞行器飞行过程中不断提取对象模型的信息。文献中的自适应控制方法属间接自适应控制范畴，其基本思想是:首先对系统参数进行在线辨识，然后基于辨识系统设计控制律。在实际应用中，传统辨识方法具有收敛时间长和不够精确等不足之处。
【发明内容】
[0004]为了克服现有高超声速飞行器模糊自适应控制方法实用性差的不足，本发明提供一种基于运动状态综合识别的轴对称飞行器三通道自适应控制系统设计方法。该方法根据飞行器的一般动力学模型建立适用于特征参数实时在线识别的特征模型，构建飞行器特征参数与飞行器运动状态之间的关系，再根据飞行器上现有传感器对运动状态量的可测量结果，直接或间接构建出用于在线实时综合识别出飞行器飞行状态的特征状态量，根据飞行控制系统的性能指标，把构建好的特征状态量与极点配置法、变结构控制方法以及鲁棒控制方法相结合，使得所设计的控制系统能够对飞行器的运动状态进行综合识别，达到在线快速识别飞行器运动状态和调节控制系统参数的效果，实用性强。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于运动状态综合识别的轴对称飞行器三通道自适应控制系统设计方法，其特点是采用以下步骤:
[0006]步骤一、构建飞行器运动状态的三通道特征模型和特征状态量。
[0007]根据飞行器的姿态动力学方程，建立以攻角α，侧滑角β和滚转角Y为状态变量的姿态动力学一般模型如下:
【权利要求】
1.一种基于运动状态综合识别的轴对称飞行器三通道自适应控制系统设计方法，其特征在于包括以下步骤: 步骤一、构建飞行器运动状态的三通道特征模型和特征状态量； 根据飞行器的姿态动力学方程，建立以攻角α，侧滑角β和滚转角Y为状态变量的姿态动力学一般模型如下:
【文档编号】G05B13/04GK103984237SQ201410244983
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】林鹏, 周军, 邓涛, 王楷, 董诗萌 申请人:西北工业大学