專利名稱：基于時標功能分解的高超聲速飛行器執行器飽和控制方法
技術領域：
本發明涉及一種高超聲飛行器控制方法，特別是涉及一種基于時標功能分解的高超聲速飛行器執行器飽和控制方法，屬于飛行器控制領域。
背景技術：
高超聲速飛行器由于其突出的飛行能力，使得全球實時打擊成為可能，因此受到國內外的廣泛關注；NASA X-43A試飛成功證實了這項技術的可行性；受自身復雜動力學特性的影響以及機體發動機一體化設計，高超聲速飛行器彈性機體、推進系統以及結構動態之間的耦合更強，模型的非線性度也更高；此外，受飛行高度、馬赫數和飛行條件影響，飛行器對外界條件非常敏感。《Nonlinear Control of An Uncertain Hypersonic Aircraft Model Using Robust Sum-of-squares Method》(Ataei, A.,Wang, Q.,《IET Control Theory &Applications)), 2012年第6卷第2期)一文通過時標分解，將高度和速度看作慢變量，將姿態相關的變量看成快變量；在快變量子系統控制器設計過程中，將慢變量看作常量；當前針對高超聲速飛行器的控制大都集中在連續控制的設計上；隨著計算機技術的發展，未來高超聲速飛行器的控制系統需要使用計算機完成，因此研究高超聲速飛行器的離散自適應控制具有重要的意義；離散控制器的設計通常可采用兩種方法1)根據連續控制對象設計控制器，然后將連續的控制器離散化；2)直接根據離散化的控制對象設計離散控制器；第I種方法需要較快的采樣速率，對系統的硬件提出了很高的要求；基于離散化對象進行設計的控制器，便于對神經網絡的權值收斂性進行分析，并且系統的性能不依賴于采樣速率。《Adaptive Discrete-time Controller Design with Neural Network forHypersonic Flight Vehicle via Back_stepping〉〉(Xu Bin, Sun Fuchun, Yang Chenguang,Gao Daoxiang, Ren Jianxin, ((International Journal of Control〉〉，2011 年第 84 卷第 9期)一文按照反步法設計離散控制器，未充分考慮系統變量的時標分解，也未考慮執行器飽和問題。
發明內容
為克服現有技術在高超聲速飛行器執行器飽和情形下難以工程實現的不足，本發明提出了一種基于時標功能分解的高超聲速飛行器執行器飽和控制方法，該方法通過對已有的高超聲速飛行器離散歐拉模型進行時標分解得到三個子系統；控制器采用標稱方法，同時考慮系統的不確定性，控制器設計僅需一個神經網絡，控制器設計簡單；此外該方法充分考慮執行器飽和情形，建立輔助變量并設計神經網絡自適應律，結合實際情形，利于工程實現。本發明解決其技術問題采用的技術方案是一種基于時標功能分解的高超聲速飛行器執行器飽和控制方法，通過以下步驟實現(a)建立高超聲速飛行器動力學模型
權利要求
1.一種基于時標功能分解的高超聲速飛行器執行器飽和控制方法，通過以下步驟實現 (a)建立高超聲速飛行器動力學模型
全文摘要
本發明公開了一種基于時標功能分解的高超聲速飛行器執行器飽和控制方法，用于解決現有的高超聲速飛行器執行器飽和情形下難以工程實現技術問題。該方法首先通過時標分解得到高度、速度兩個慢變量子系統和姿態快變量子系統，進一步通過歐拉法建立原有系統的離散形式；在快子系統設計過程中將高度和速度視為常值，實現模型的簡化；考慮執行器飽和限制，進一步引入輔助控制量設計節流閥開度和舵偏角；通過引入輔助誤差變量，設計神經網絡的更新律；本發明結合計算機控制的特點，建立離散模型并根據時標功能分解進行子系統設計，控制器設計過程中充分考慮執行器飽和情形，適于工程應用。
文檔編號G05B13/04GK102880052SQ20121037151
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者許斌, 史忠科 申請人:西北工業大學