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一种针对垂直起降运载器主动段飞行的自适应增广抗扰容错方法

基本信息

  • 申请号 CN201811377089.8 
  • 公开号 CN109541941A 
  • 申请日 2018/11/19 
  • 公开日 2019/03/29 
  • 申请人 哈尔滨工业大学  
  • 优先权日期  
  • 发明人 崔乃刚 韦常柱 张亮 李源 徐世昊  
  • 主分类号 G05B13/04 
  • 申请人地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号 
  • 分类号 G05B13/04;B64G1/24 
  • 专利代理机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权代理有限公司 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 安琪 
  • 有效性 审查中-实审 
  • 法律状态 审查中-实审
  •  

摘要

本发明提出了一种针对垂直起降运载器主动段飞行的自适应增广抗扰容错方法,属于飞行器控制技术领域。
所述方法包括:步骤一:基本PID控制器设计;步骤二:自适应增益调节律设计;步骤三:干扰补偿算法;步骤四:最优控制分配算法;步骤五:快速故障检测与自适应容错控制算法。
所述方法能够满足实际飞行控制要求,控制参数设计简单,具有详细的控制性能指标进行表征,同时也具有鲁棒性更强、自适应性更好和控制结构更简单等优点。
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权利要求书


1.一种针对垂直起降运载器主动段飞行的自适应增广抗扰容错方法,其特征在于,所述方法包括:步骤一、根据垂直起降重复使用运载器主动段的小扰动线性化动力学模型,采用拉普拉斯变换后获得控制系统传递函数模型,然后采用增益定序方法确定火箭俯仰通道、偏航通道和滚转通道的PID控制参数,获得PID控制律,完成PID控制器设计;步骤二、针对垂直起降重复使用运载器主动段飞行过程中的姿态误差以及测量获得的弹性振动信号,建立自适应增益调节控制律;步骤三、根据火箭刚体条件下的小扰动线性化方程,建立状态空间模型,通过所述状态空间模型将未建模动态和不确定性统一表述为未知量,然后,采用扩张状态观测器对所述未知量进行估计,进而在PID控制律的基础上建立干扰补偿控制算法;步骤四、利用所述PID控制律、自适应增益调节控制律和干扰补偿控制算法获得控制指令,然后采用最优控制分配算法对所述控制指令进行最优控制分配处理,获得实际的执行器控制指令;步骤五:根据垂直起降重复使用运载器中的执行器,利用快速故障检测和自适应容错控制算法将所述执行器等效为一阶动力学模型,采用故障因子描述执行器故障动力学模型,然后建立故障估计器对所述执行器故障动力学模型进行估计,最后利用伪逆法进行执行器的控制重构,进而完成执行器故障条件下的自适应容错重构控制。
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