[发明专利]一种用于控制飞行器速率的控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种用于控制飞行器速率的控制系统及其控制方法，其中，所述系统包括常规PID控制器(1)、模糊PID控制器(2)和权重分配模块(3)其中，所述权重分配模块(3)并根据实际飞行环境对常规PID控制器(1)与模糊PID控制器(2)进行权重分配，并且，采用模糊控制的方法进行权重分配；所述方法采用所述系统进行，将常规PID控制器(1)和模糊PID控制器(2)进行了有效结合，这样，在常态飞行时能够保证飞行的稳定性，在突发情况时能够提高自适应性。

技术领域

本发明涉及飞行器领域，尤其涉及飞行器的控制，特别地，涉及一种用于控制飞行器速率的控制系统及其控制方法。

背景技术

随着科技的快速发展，飞行器的控制技术也在不断进步，人们对于飞行效果的要求标准也随之不断提高。飞行器控制所要解决的问题在于如何改善其飞行效果，诸如静态及动态特性、自适应能力、鲁棒性等。

目前应用的控制方法为通过常规PID控制或模糊PID控制进行，其中，常规PID控制具有一定的局限性，当遭遇气流等外部干扰时，常规PID控制难以进行自动调整以适应外界环境的变化，即自适应差，而模糊PID控制在外部突发情况时，可以进行自我调节，自适应能力强，但是，当无突发情况时(常态飞行时)，通过模糊PID控制进行控制，飞行器飞行的稳定性较差。

因此，亟需在常态飞行时保证飞行的稳定性、而在突发情况时保证飞行的自适应性的一种飞行器控制方法。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种用于控制飞行器速率的控制系统及其控制方法，所述系统将常规PID控制器与模糊PID控制器进行结合，并对两者进行权重分配，所述方法采用常规PID控制器与模糊PID控制器进行混合控制，并根据工程的实际情况对常规PID控制器与模糊PID控制器进行权重分配，这样，在常态飞行时能够保证飞行的稳定性，在突发情况时能够提高自适应性，从而完成本发明。

本发明一方面提供了一种用于控制飞行器速率的控制系统，具体体现在以下方面：

(1)一种用于控制飞行器速率的控制系统，其特征在于，所述系统包括

常规PID控制器1，对飞行器姿态角进行常规PID控制，并输出常规PID控制量u；

模糊PID控制器2，用于对飞行器姿态角进行模糊PID控制，并输出模糊PID控制量u’；

权重分配模块3，用于对常规PID控制器1和模糊PID控制器2进行权重分配，其中，所述权重分配模块3以偏差e的绝对值∣e∣为参考信号，对参考信号∣e∣进行模糊化处理，得到对应的语言值∣E∣，然后对∣E∣进行模糊推理和去模糊化，得到常规PID控制器和模糊PID控制器的权重分别为x₁和x₂；和

运算器4，用于对u、u’以及x₁、x₂进行数据处理，得到所述系统的PID控制量u_系；

其中，在权重分配模块3内设置有用于进行模糊推理和去模糊化的权重分配数据库，在所述权重分配数据库内设置有∣E∣的隶属度函数，其中，∣E∣的论域为：∣E∣＝{0.2，0.5，0.8，1.1，1.4，1.7，2，2.3}。

(2)根据上述(1)所述的系统，其中，所述模糊PID控制器2包括

微分处理器21，用于对偏差e进行微分处理，得到偏差变化率e_c；

模糊控制模块22，用于对偏差e和偏差变化率ec进行模糊控制处理，得到PID参数增量，即比例增益增量Δk_P’、积分增益增量Δk_I’和微分增益增量Δk_D’；和