专利名称：基于等价模型的高超声速飞行器克里格控制方法
技术领域：
本发明涉及一种高超声飞行器控制方法，特别是涉及一种基于等价模型的高超声速飞行器克里格控制方法，属于飞行器控制领域。
背景技术：
高超声速飞行器由于其突出的飞行能力，使得全球实时打击成为可能，因此受到国内外的广泛关注；NASA X-43A试飞成功证实了这项技术的可行性；受自身复杂动力学特性的影响以及机体发动机一体化设计，高超声速飞行器弹性机体、推进系统以及结构动态之间的耦合更强，模型的非线性度也更高；此外，受飞行高度、马赫数和飞行条件影响，飞行器对外界条件非常敏感。当前针对高超声速飞行器的控制大都集中在连续域内；随着计算机技术的发展， 未来高超声速飞行器的控制系统需要使用计算机完成，因此研究高超声速飞行器的离散自适应控制具有重要的意义；离散控制器的设计通常可采用两种方法1)根据连续控制对象设计控制器，然后将连续的控制器离散化；2)直接根据离散化的控制对象设计离散控制器；第I种方法需要较快的采样速率，对系统的硬件提出了很高的要求。《Adaptive Kriging Controller Design for Hypersonic Flight Vehicle viaBack-stepping)) (Xu Bin, Sun Fuchun, Liu Huaping, Ren Jianxin, ((IET Control Theory& Applications)), 2012年第6卷第4期)一文采用第二种方法通过设计虚拟控制量(航迹角，俯仰角以及俯仰角速度)实现高度控制器设计；采用克里格系统对系统的不确定部分进行估计；克里格方法源自地质统计学，通过将Y看做随机函数，得到相应的均值m(x)和协方差函数 δγ(χ，X'),具体表达如下 m(x) = Ε[Υ(χ) ], δγ(χ，χ' ) = E [ (Y (x) _m(x))(Y (χ' ) -m (χ'))]如果已经观察到高斯随机函数Y在N个不同的点{X1，-,xN}的观察值，并且为零均值分布，则克里格估计值为元(χ) = στ Σ_1 Y,其中Y(X) = [Y(Xi)] e rn, O = [δγ(χ\χ)] e RnjE= [Sy(Xi7Xj)] e Rnxn ；该方法仅利用当前时刻与下一时刻的信息，由于系统动力学参数存在不确定性，因而无法准确计算虚拟控制量的未来时刻信息，存在非因果问题，难以工程实现。
发明内容
为克服现有技术在高超声速飞行器离散自适应控制难以工程实现的不足，本发明提供一种基于等价模型的高超声速飞行器克里格控制方法，该方法通过对已有的高超声速飞行器离散欧拉模型进行变换，得到等价模型，同时考虑系统的不确定性，采用克里格方法进行直接构造估计，控制器采用标称方法，便于工程实现。本发明解决其技术问题采用的技术方案是一种基于等价模型的高超声速飞行器克里格控制方法，通过以下步骤实现(a)考虑高超声速飞行器纵向通道动力学模型
权利要求
1.一种基于等价模型的高超声速飞行器克里格控制方法，通过以下步骤实现 (a)考虑高超声速飞行器纵向通道动力学模型
全文摘要
本发明公开了一种基于等价模型的高超声速飞行器克里格控制方法，属于飞行器控制领域，用于解决现有的高超声速飞行器离散自适应控制难以工程实现的技术问题。该方法首先将高超声速飞行器的高度子系统模型转化为严格反馈形式，再通过欧拉法建立原有系统的离散严格反馈形式；考虑系统的因果关系，建立原系统的等价模型。等价模型充分利用未来输出，可分析系统不确定性的历史信息；克里格方法将系统不确定性推广至随机领域，更符合实际情形，并且可进行构造性预测，无需在线自适应调整参数，便于实施；通过标称反馈和误差反馈，按照反步法策略设计控制器；本发明结合计算机控制的特点，通过模型转换得到的控制器有效避免了非因果问题，适于工程应用。
文档编号G05B13/04GK102880054SQ201210371910
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者许斌, 史忠科 申请人:西北工业大学