[发明专利]一种针对三自由度直升机直接自适应重构控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对三自由度直升机直接自适应重构控制方法。

背景技术

直升机飞行控制系统是直升机的重要组成部分，对直升机的飞行性能和安全性起到非常关键的作用。由于直升机飞行控制系统部件较多，发生故障的可能性较高，因此，研究其飞行控制系统的容错控制技术是至关重要的。在故障发生时，通过重构控制，保证直升机在很短的时间内恢复平稳飞行，提高飞行的安全性。

飞行控制系统的重构控制的目的在于，使直升机在飞行过程中如出现执行器故障或其它未知故障时具有更高的生存性。自适应重构控制又分为两种方法：直接自适应控制方法和间接自适应控制方法；间接自适应控制方法需要对被控对象的参数先进行辨识，以及需要提供多个控制方案，即首先对飞行参数直接在线估计，根据其结果来确定控制器参数。相反，直接自适应控制方法无需确切的系统参数，具有如下的优点：技术比较成熟，算法简单，能处理一大类故障，例如系统参数的不确定、结构的不确定性以及外界干扰等；通过系统误差响应来在线调节控制器的参数，保证了容错控制的快速性；对于执行器故障，不需要单独的故障诊断与辨识模块，可以避免因此造成的不确定性而导致容错控制性能（或指标）的降低。现有的自适应重构控制方法中，对于直升机的控制量采用模型求得，其中u为三自由度直升机的控制量，x为三自由度直升机的状态向量，r为三自由度直升机参考模型的输入向量，为故障补偿向量，K_x为状态向量反馈增益矩阵，K_r为前馈增益矩阵，但是采用此模型系统应对故障情形快速性不够，这就直接影响到直升机在应对故障时的自我调节能力，而直升机在应对故障时的自我调节能力直接影响到其自身的飞行安全问题，因此对于直升机控制量计算的速度决定了直升机的飞行安全问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用方便，且能够有效提高三自由度直升机控制量运算速度的针对三自由度直升机直接自适应重构控制方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种针对三自由度直升机直接自适应重构控制方法，包括直接自适应重构控制律，其中包括三自由度直升机的控制量u，前馈增益矩阵K_r、三自由度直升机参考模型的输入向量r，故障补偿向量还包括参考模型的状态向量反馈增益矩阵K₁，前馈增益矩阵K₂，K₂=K_r，输出误差增益矩阵K₃，三自由度直升机参考模型的状态向量x_m，三自由度直升机的输出误差e_y，所述直接自适应重构控制律的模型结构如下：

u=K1xm+K2r+K3ey+f^]]>

其中，K₁、K₂、K₃和满足如下条件：