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傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的控制方法和控制裝置與流程

文檔序號:11490249閱讀:來源:國知局
傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的控制方法和控制裝置與流程

技術(shù)特征:
1.一種傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的控制方法,所述方法包括:建立所述傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的動(dòng)力學(xué)參考模型;根據(jù)所述參考模型,設(shè)計(jì)用于控制所述傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的控制系統(tǒng);根據(jù)所述參考模型,通過自適應(yīng)集員估計(jì)濾波器,確定所述傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的系統(tǒng)狀態(tài)、以及所述參考模型和實(shí)際模型之間的模型差,其中,所述模型差為實(shí)際全包線飛行中的模型差,系統(tǒng)模型差變化的表達(dá)式為:全包線飛行中的實(shí)際系統(tǒng)的不確定性動(dòng)力學(xué)表達(dá)式為:A0=diag{Alon,Alat,Ayaw-heave}其中,f(t)為系統(tǒng)的模型差,X(t)為系統(tǒng)參考模型的狀態(tài),為系統(tǒng)實(shí)際動(dòng)力學(xué)的狀態(tài),Bf為系數(shù)調(diào)整矩陣,h(t)為模型差的驅(qū)動(dòng)過程噪聲,A0和B0分別為名義系統(tǒng)的系統(tǒng)矩陣和控制矩陣,Blon為縱向控制矩陣,Alon為縱向系統(tǒng)矩陣,Alat為側(cè)向系統(tǒng)矩陣,Blat為側(cè)向控制矩陣,Ayaw-heave為航向高度耦合系統(tǒng)矩陣,Byaw-heave為航向高度耦合控制矩陣,U(t)為施加到真實(shí)系統(tǒng)的最終控制輸入,u0(t)為基于參考模型的控制輸入,V(t)∈Rl×1為系統(tǒng)測量噪聲,C∈Rl×n為系統(tǒng)測量矩陣,Y(t)為真實(shí)系統(tǒng)的輸出;根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)運(yùn)行所述控制系統(tǒng),得到虛擬控制輸入;根據(jù)所述模型差對所述虛擬控制輸入進(jìn)行修正,得到實(shí)際控制輸入;根據(jù)所述實(shí)際控制輸入控制所述傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行,其中,所述系統(tǒng)狀態(tài)和模型差滿足以下方程:其中,Xt為系統(tǒng)狀態(tài),ft為模型差,Qa與Ra分別為系統(tǒng)過程噪聲Wta與測量噪聲Vt的橢球界限對角矩陣,Ca為增廣系統(tǒng)測量矩陣,為增廣系統(tǒng)矩陣,為增廣系統(tǒng)控制矩陣,Yt為系統(tǒng)輸出測量,為增廣系統(tǒng)控制輸入向量,rm為Ra的最大特征根,pm為CaPt|t-1CaT的最大特征根,Tr(X)為矩陣X的跡,第i個(gè)增廣狀態(tài)的橢球界限為Pii為Pt|t矩陣的第i個(gè)對角元素,ρt、Wt、Kt、δt、βt為中間變量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述控制系統(tǒng)包括線性二次型調(diào)節(jié)器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)所述模型差對所述虛擬控制輸入進(jìn)行修正,得到實(shí)際控制輸入的步驟包括:對于中的每一個(gè)計(jì)算與每一個(gè)相對應(yīng)的對于每一個(gè)用以下公式計(jì)算的最大值,得到使得并將作為所述實(shí)際控制輸入:其中,為中對于Xt的估計(jì)部分,為中對于ft的估計(jì)部分,Yti為系統(tǒng)輸出Yt的第i個(gè)元素,為Yt+1的不確定界邊界點(diǎn)估計(jì)值,i∈{1,2,...,l},h={0,1},|·|i為向量·的第i個(gè)元素的絕對值,為Yt+1的不確定界的邊界點(diǎn)。4.一種傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的控制裝置,所述裝置包括:建立模塊,用于建立所述傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的動(dòng)力學(xué)參考模型;設(shè)計(jì)模塊,用于根據(jù)所述參考模型,設(shè)計(jì)用于控制所述傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的控制系統(tǒng);確定模塊,用于根據(jù)所述參考模型,通過自適應(yīng)集員估計(jì)濾波器,確定所述傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的系統(tǒng)狀態(tài)、以及所述參考模型和實(shí)際模型之間的模型差,其中,所述模型差為實(shí)際全包線飛行中的模型差,系統(tǒng)模型差變化的表達(dá)式為:全包線飛行中的實(shí)際系統(tǒng)的不確定性動(dòng)力學(xué)表達(dá)式為:A0=diag{Alon,Alat,Ayaw-heave}其中,f(t)為系統(tǒng)的模型差,X(t)為系統(tǒng)參考模型的狀態(tài),為系統(tǒng)實(shí)際動(dòng)力學(xué)的狀態(tài),Bf為系數(shù)調(diào)整矩陣,h(t)為模型差的驅(qū)動(dòng)過程噪聲,A0和B0分別為名義系統(tǒng)的系統(tǒng)矩陣和控制矩陣,Blon為縱向控制矩陣,Alon為縱向系統(tǒng)矩陣,Alat為側(cè)向系統(tǒng)矩陣,Blat為側(cè)向控制矩陣,Ayaw-heave為航向高度耦合系統(tǒng)矩陣,Byaw-heave為航向高度耦合控制矩陣,U(t)為施加到真實(shí)系統(tǒng)的最終控制輸入,u0(t)為基于參考模型的控制輸入,V(t)∈Rl×1為系統(tǒng)測量噪聲,C∈Rl×n為系統(tǒng)測量矩陣,Y(t)為真實(shí)系統(tǒng)的輸出;運(yùn)行模塊,用于根據(jù)所述系統(tǒng)狀態(tài)運(yùn)行所述控制系統(tǒng),得到虛擬控制輸入;修正模塊,用于根據(jù)所述模型差對所述虛擬控制輸入進(jìn)行修正,得到實(shí)際控制輸入;控制模塊,用于根據(jù)所述實(shí)際控制輸入控制所述傾轉(zhuǎn)旋翼機(jī)的飛行,其中,所述系統(tǒng)狀態(tài)和模型差滿足以下方程:其中,Xt為系統(tǒng)狀態(tài),ft為模型差,Qa與Ra分別為系統(tǒng)過程噪聲Wta與測量噪聲Vt的橢球界限對角矩陣,Ca為增廣系統(tǒng)測量矩陣,為增廣系統(tǒng)矩陣,為增廣系統(tǒng)控制矩陣,Yt為系統(tǒng)輸出測量,為增廣系統(tǒng)控制輸入向量,rm為Ra的最大特征根,pm為CaPt|t-1CaT的最大特征根,Tr(X)為矩陣X的跡,第i個(gè)增廣狀態(tài)的橢球界限為Pii為Pt|t矩陣的第i個(gè)對角元素,ρt、Wt、Kt、δt、βt為中間變量。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于,所述控制系統(tǒng)包括線性二次型調(diào)節(jié)器。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置,其特征在于,所述修正模塊用于:對于中的每一個(gè)計(jì)算與每一個(gè)相對應(yīng)的對于每一個(gè)用以下公式計(jì)算的最大值,得到使得并將作為所述實(shí)際控制輸入:5其中,為中對于Xt的估計(jì)部分,為中對于ft的估計(jì)部分,Yti為系統(tǒng)輸出Yt的第i個(gè)元素,為Yt+1的不確定界邊界點(diǎn)估計(jì)值,i∈{1,2,...,l},h={0,1},|·|i為向量·的第i個(gè)元素的絕對值,為Yt+1的不確定界的邊界點(diǎn)。
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