[发明专利]一种运载火箭姿态控制参数智能整定方法

权利要求书

1.一种运载火箭姿态控制参数智能整定方法，其特征在于，包括：

获取运载火箭姿态的非线性控制器参数，并将时间乘以非线性控制器姿态控制误差绝对值积分作为非线性控制器参数整定的目标函数；

采用量子樽海鞘算法，通过求解目标函数最大值对非线性控制器参数进行整定优化，确定最优非线性控制器参数；

其中，所述量子樽海鞘算法的确定，包括：

在标准樽海鞘算法基础上，采用量子位的概率幅编码方式，确定量子樽海鞘状态；其中，所述量子樽海鞘状态占据参数解空间中两个位置，分别对应量子态|0和|1的概率幅；

根据参数解空间中两个位置对应的正弦位置变量和余弦位置变量，确定参数解空间中两个位置坐标的目标函数值，并将参数解空间中两个位置坐标的目标函数值的最大值作为量子樽海鞘状态的目标函数值；

将量子樽海鞘状态的目标函数值中的最大值和对应的参数解空间位置赋值给公告板。

2.如权利要求1所述的运载火箭姿态控制参数智能整定方法，其特征在于，所述非线性控制器参数和所述非线性控制器参数整定的目标函数的确定，具体包括：

建立运载火箭姿态运动模型；

根据运载火箭姿态运动模型的阶数，设计积分链式微分器对姿态角偏差测量信号进行跟踪，所述积分链式微分器的表达式为：

式中，r为跟踪速度因子，v为姿态角偏差测量信号，分别为姿态角偏差测量信号v的跟踪估计值、速度估计值和加速度估计值；

从加速度估计值中去掉运载火箭姿态运动模型中的已建模部分f₀(x,u)，对模型存在的内外不确定项进行估计，获得不确定部分补偿器

通过主控制器u_control和不确定部分补偿器构建非线性反馈控制器：

式中，为当前姿态角偏差控制指令；b₃₀为标称系统控制项参数；D_t为樽海鞘之间的距离集合；

通过非线性反馈控制器的5个参数和积分链式微分器的1个参数，形成非线性控制器参数X＝[K_p K_i K_d α β r]^T；

根据非线性控制器参数，确定非线性控制器参数整定的目标函数

3.如权利要求1所述的运载火箭姿态控制参数智能整定方法，其特征在于，所述量子樽海鞘状态，包括：

式中，θ_ij＝2π×radmn，i＝1,2,…,m，j＝1,2,…,n，radmn为(0,1)之间的随机数；m是种群规模；n是优化变量空间维数；每个樽海鞘状态占据参数解空间中的两个位置，分别对应量子态|0和|1的概率幅，即

S_Qic＝(cos(θ_i1),cos(θ_i2),…,cos(θ_in))

S_Qis＝(sin(θ_i1),sin(θ_i2),…,sin(θ_in))

式中，S_Qic为余弦状态，S_Qis为正弦状态。

4.如权利要求3所述的运载火箭姿态控制参数智能整定方法，其特征在于，所述量子樽海鞘状态的目标函数值的确定，具体包括：

设当前量子状态S_Qi上的第k个量子位为则相应的解空间中对应的正弦、余弦位置变量X_Qij，j＝c,s表示为：

通过I₀(X_Qi)计算当前量子状态S_Qi对应的每个解空间位置坐标X_Qij，j＝c,s的目标函数值，并取最大值作为当前量子位的目标函数值：

式中，I₀(·)为樽海鞘算法的自身亮度；[Low_k,High_k]为第k个设计变量的寻优范围，High_k为范围上界、Low_k为范围下界。