[发明专利]一种基于概率最优的飞行器俯仰通道攻角跟踪控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及本发明属于飞行器俯仰通道攻角控制技术领域，具体涉及一种基于概率最优的飞行器俯仰通道攻角跟踪控制方法。

背景技术

飞行器控制的最核心的问题是控制器的稳定性问题，而稳定是飞行器工程控制必须满足的最基本要求。好的飞行器控制系统除了满足基本的稳定要求外，还必须具备足够大的稳定裕度与抗干扰能力。

目前，衡量飞行器控制系统的抗干扰能力，均是从控制器抗干扰的最大幅值角度来分析的，即不确定大小度量问题。然而由于干扰的自然本性是不确定的，而且其必定是按照概率分布呈现于飞行器控制系统的。因此，传统设计方法均是假设干扰存在，而且其最大幅度不超过某一设想值，按照该假设挑选的控制器参数不免过于保守，使飞行器控制系统的性能无法实现最优。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于概率最优的飞行器俯仰通道攻角跟踪控制方法，为解决背景技术中所存在的问题，本发明包括如下步骤：

步骤S1：分别测量出飞行器攻角及导弹的俯仰角速率，建立飞行器俯仰通道概率不确定简化模型；

步骤S2：将所述模型化为含有参数a和k的三阶标准控制参数；

步骤S3：随机选取所述参数k，计算由所述控制参数构成的矩阵的特征根；

步骤S4：验证所述特征根是否稳定，若不稳定，返回步骤S3，重新随机选取参数k，若稳定，进行下一步；

步骤S5：根据得到的稳定特征根得到稳定的控制参数；

步骤S6：针对所述稳定的控制参数，随机选取m组所述参数a，计算m个A矩阵的特征根；

步骤S7：通过判断所述A矩阵特征根的稳定性，得到n组稳定的控制参数，求出稳定概率为p＝n/m；

步骤S8：重复上述步骤S1至步骤S7q次；

步骤S9：得到q组稳定的控制参数和稳定概率p，最后选取稳定概率最大的一组控制参数。

进一步的，本发明采用攻角传感器测量飞行器攻角α，采用速率陀螺仪测量导弹的俯仰角速率ω。

本发明的有益效果在于，本发明从概率角度来选取控制器的参数，不但保证控制器能够在最恶劣情况下稳定工作，而且能够保证从概率的角度上，选取最优的控制器参数，该方法具有很高的工程价值，对于理论与实践均有重要的意义。

附图说明

图1所示为本发明基于概率最优的飞行器俯仰通道攻角跟踪控制方法的流程图。

图2所示为本发明实施例实验一中仿真结果攻角变化曲线。

图3所示为本发明实施例实验一中仿真结果俯仰角速度变化曲线。

图4所示为本发明实施例实验一中仿真结果舵偏角变化曲线。

图5所示为本发明实施例实验二中第一组仿真结果攻角变化曲线。

图6所示为本发明实施例实验二中第二组仿真结果攻角变化曲线。

图7所示为本发明实施例实验二中第一组仿真结果俯仰角速度变化曲线。

图8所示为本发明实施例实验二中第二组仿真结果俯仰角速度变化曲线。

图9所示为本发明实施例实验二中第一组仿真结果舵偏角变化曲线。

图10所示为本发明实施例实验二中第二组仿真结果舵偏角变化曲线。

图11所示为本发明实施例实验三中仿真结果攻角变化曲线。

图12所示为本发明实施例实验三中仿真结果俯仰角速度变化曲线。

图13所示为本发明实施例实验三中仿真结果舵偏角变化曲线。

具体实施方式

下文将结合附图详细描述本发明的实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。

如图1所示，本发明提供的一种基于概率最优的飞行器俯仰通道攻角跟踪控制方法，包括如下步骤：

步骤S1：分别测量出飞行器攻角α及导弹的俯仰角速率ω，建立飞行器俯仰通道概率不确定简化模型。

采用攻角传感器测量飞行器攻角α，采用速率陀螺仪测量导弹的俯仰角速率ω，并建立飞行器俯仰通道概率不确定简化模型如下：