專利名稱：一種時(shí)變測量延遲輸出信號飛行器縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)觀測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種時(shí)變測量延遲輸出信號飛行器縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)觀測方法，它是針對包含時(shí)變測量延遲輸出的飛行器縱向動(dòng)力學(xué)模型，設(shè)計(jì)了一種狀態(tài)觀測的方法，屬于飛行控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
對飛行器的研究一直以來都是研究者所共同關(guān)注的一個(gè)熱點(diǎn)問題，而飛行器控制系統(tǒng)是保證飛行器在空間中穩(wěn)定飛行的一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。在飛行器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中需要考慮兩個(gè)方面的因素穩(wěn)定性和快速性。穩(wěn)定性是保證飛行器能夠在空間中穩(wěn)定地飛行，而快速性是要求飛行器能夠在高速飛行的過程中對于一些突變情況迅速做出正確的反應(yīng)。飛行器在空間運(yùn)動(dòng)的過程中，需要對其姿態(tài)角(航跡傾角、攻角、俯仰角等)進(jìn)行控制，而控制飛行器姿態(tài)角是通過計(jì)算控制律來實(shí)現(xiàn)的。在計(jì)算控制律之前需要提前獲取系統(tǒng)的狀態(tài)。因此，獲取飛行器在當(dāng)前時(shí)刻的飛行狀態(tài)是實(shí)現(xiàn)對飛行器控制的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。但是對于通常的飛行器而言，由于其定位和測量狀態(tài)的儀器都是通過GPS或者一些慣性的測量單元來完成的。而在從衛(wèi)星到飛行器的傳輸測量信號的過程中，不可避免的會(huì)存在一定的延遲，這會(huì)給之后的控制律的設(shè)計(jì)帶來非常的不便。而由于測量延遲在實(shí)際傳輸過程中，并不一定是常值，其隨時(shí)間變化的特性，給觀測器的設(shè)計(jì)帶來了進(jìn)一步的困難。

發(fā)明內(nèi)容
I.發(fā)明目的針對以上所提到的問題，本發(fā)明提供了一種時(shí)變測量延遲輸出信號飛行器縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)觀測方法。該觀測方法能夠根據(jù)包含有一定時(shí)變延遲后的輸出和系統(tǒng)的模型，來重構(gòu)出系統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的觀測。本發(fā)明不僅可以實(shí)現(xiàn)對飛行器縱向運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型的觀測，還可以實(shí)現(xiàn)對其他控制對象的觀測，因此，該發(fā)明方法具有一定的適用性。2.技術(shù)方案為達(dá)到上述目的，本發(fā)明針對包含時(shí)變測量延遲輸出的飛行器縱向動(dòng)力學(xué)模型， 利用測得的帶有延遲和噪聲的航跡傾角信號，給出了一種狀態(tài)觀測的方法。本發(fā)明一種時(shí)變測量延遲輸出信號飛行器縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)觀測方法，該方法包括以下步驟步驟I :獲取飛行器在俯仰平面內(nèi)的動(dòng)力學(xué)模型本發(fā)明所針對的觀測對象是俯仰平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的飛行器。首先獲取縱向運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型。飛行器在俯仰平面內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示。在該平面中，飛行器受到來自發(fā)
4動(dòng)機(jī)的推力、空氣施加的升力和阻力以及俯仰力矩。通過對所受到的力進(jìn)行分析，可以得到 飛行器在縱向運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)方程，對其進(jìn)行線性化處理后，可以得到如下所示的動(dòng)力學(xué) 模型表達(dá)式
權(quán)利要求
1. 一種時(shí)變測量延遲輸出信號飛行器縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)觀測方法，其特征在于該方法包括以下步驟步驟1:獲取飛行器在俯仰平面內(nèi)的動(dòng)力學(xué)模型對飛行器在俯仰平面內(nèi)的受力情況分析，飛行器受到來自發(fā)動(dòng)機(jī)的推力、空氣施加的升力和阻力以及俯仰力矩；從而得到飛行器在縱向運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)方程，對其進(jìn)行線性化處理后，得到如下所示的動(dòng)力學(xué)模型表達(dá)式
全文摘要
本發(fā)明一種時(shí)變測量延遲輸出信號飛行器縱向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)觀測方法，它有四大步驟步驟一、獲取飛行器在俯仰平面內(nèi)的動(dòng)力學(xué)模型；步驟二、設(shè)計(jì)觀測器；步驟三、調(diào)節(jié)觀測參數(shù)，查看觀測效果；步驟四、設(shè)計(jì)結(jié)束。該觀測方法根據(jù)包含有一定時(shí)變延遲后的輸出和系統(tǒng)的模型，來重構(gòu)出系統(tǒng)的當(dāng)前時(shí)刻的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)狀態(tài)的觀測。它不僅可以實(shí)現(xiàn)對飛行器縱向運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型的觀測，還可以實(shí)現(xiàn)對其他控制對象的觀測，因此，該發(fā)明方法在飛行控制技術(shù)領(lǐng)域里具有較好的實(shí)用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。
文檔編號G05D1/08GK102591212SQ20121005195
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者劉金琨, 賀慶 申請人:北京航空航天大學(xué)