[发明专利]一种基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法

权利要求书

1.一种基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在测试评估前，分析待评估的无人机控制律的控制结构；

(2)选择测试信号参数以及测试信号注入点；

(3)选择信号采样点以及采样参数；

(4)利用采样数据求取输入信号的自功率谱和输入输出信号的互功率谱，得到系统开环频率响应，求取系统稳定裕度，判断无人机控制律的鲁棒性。

2.根据权利要求1所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，在步骤(1)中，无人机控制律包括横向控制律和纵向控制律；纵向控制律包括俯仰角控制内回路、高度变化率控制回路和高度控制回路；横向控制律包括滚转角控制回路、航迹角控制回路、侧向速度控制回路和侧偏控制回路。

3.根据权利要求1所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述测试信号采用M序列。

4.根据权利要求1或3所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述测试信号参数包括测试信号的时钟频率、信号长度、幅值和周期个数。

5.根据权利要求4所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，在步骤(2)中，测试信号的时钟频率为系统截止频率的5～10倍；测试信号的信号长度大于系统的过渡时间；测试信号的幅值小于等于其最大值的5％；在测试允许范围内，测试信号的周期个数至少为3个。

6.根据权利要求1或3所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，在步骤(2)中，存在两种测试信号注入点，一种是在指令环节注入，另一种是在反馈信号环节注入；若测试的环节是无人机控制律的内回路，则需要断开相应的外回路。

7.根据权利要求1所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，在步骤(3)中，根据频率分辨率，选择采样间隔、采样点数和采样时间。

8.根据权利要求1所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，步骤(4)的具体过程如下：

(401)确定求取功率谱的方法；

(402)求取采样输入信号的自功率谱；

(403)求取采样输入输出信号的互功率谱；

(404)利用自功率谱和互功率谱，求取系统的开环频率响应，绘制Bode图，得到系统的稳定裕度，包括幅值裕度和相角裕度；

(405)评估所测试的无人机控制律的鲁棒性。

9.根据权利要求8所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，在步骤(401)中，所述求取功率谱的方法包括BT法、周期图法和Welch法。

10.根据权利要求8所述基于功率谱的无人机控制律鲁棒性评估方法，其特征在于，在步骤(405)中，当相角裕度大于60deg且小于120deg，且幅值裕度大于10dB时，所测试的无人机控制律满足鲁棒性要求。