[发明专利]一种基于离散控制模型的扰流片自适应控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及航空航天技术领域,特别是一种基于离散控制模型的扰流片自适应控制方法。

背景技术

目前飞行器姿态控制技术有经典PID控制技术和自适应控制技术，经典PID控制技术主要适用于当飞行器控制模型相对固定且能精确可取的情况，并且由于飞行器机体加工和装配误差无法消除，飞行器控制理论模型与飞行器实际动力学模型必然存在差异，所以实际PID控制参数需要通过大量试验才能确定，并且外界扰动极易引起控制系统不稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种基于离散控制模型的扰流片自适应控制方法，通过对扰流片的准确控制来平衡自旋力矩，从而保证飞行姿态的稳定。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于离散控制模型的扰流片自适应控制方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：

1）根据外部输入偏航控制指令实时解算最新的飞行器目标偏航角度θ₁；

2）检测当前状态下的飞行器当前偏航角度θ₂和角速度；

3）求取姿态偏差值e，e=θ₁-θ₂；

4）利用姿态偏差值e，自适应控制器结算姿态控制量u；

5）根据扰流片离散控制参考模型解算偏航角度参考值X_m；同时检测扰流片角度和螺旋桨转速，通过PWM信号控制扰流板舵机，检测控制状态下的偏航角度实测值X_s；

6）若X_m-X_s≤2°，则进入7）；否则返回5）；

7）实时比较当前飞行器偏航角度实测值与偏航角度参考值的差值，并根据该差值控制扰流板舵机，调节扰流板角度β；

8）结束。

所述步骤4）中，控制量u由自适应控制率解算得到，其中自适应控制率u(t)的计算公式如下：

u(t)=f(t)x_s(t)+g(t)r(t)，

其中，f(t)，g(t)为自适应率，

f(t)=∫0tλae(τ)xs(τ)dτ+f*.]]>

g(t)=∫0tλbe(τ)r(τ)dτ+g*]]>

其中，λ_a为自调节反馈装置的调节系数；λ_b为自适应前馈装置的调节系数；f^*为自适应反馈装置的初始值；g^*为自适应前馈装置的初始值；x_s(τ)为自适应反馈装置的状态输入变量；r(τ)为自适应前馈装置的控制输入。

所述步骤5）中，扰流片离散控制参考模型如下：