一种基于鲁棒H无穷的变增益解耦控制方法

摘要

本发明公开了一种基于鲁棒H_∞的变增益解耦控制方法，用于解决飞行器大范围飞行时通道间解耦控制难以实现的技术问题。该方法首先给出飞行器的纵向动力学模型，该模型具有非线性、强耦合、多变量和不确定的特征；然后，通过变量分解和沿时变路径线性化，将原系统的解耦问题转化为不确定线性变参数误差系统的鲁棒H_∞问题；进一步，将不确定线性变参数误差闭环系统的鲁棒H_∞问题转化为对应确定系统的鲁棒H_∞问题，并且采用张量积模型转换方法得到系统矩阵的凸多面体形式；最后，基于鲁棒H_∞理论求解有限个数的线性矩阵不等式得到变增益的鲁棒解耦控制器，该控制器能够实现系统的近似解耦，并且该近似解耦度可以通过H_∞性能指标γ来衡量。

主权项

一种基于鲁棒H_∞的变增益解耦控制方法，其特征在于包含如下步骤：(a)考虑飞行速度、攻角和航迹角的动态过程对应的纵向动力学模型，通过将控制输入和状态变量分解为标称值与误差之和的形式，以及沿时变路径线性化，实现原系统的解耦控制问题到一般的不确定线性变参数误差系统鲁棒H_∞问题的转化，其中标称值为时变指令信号；(b)设计输出反馈控制器，将(a)中的不确定线性变参数误差闭环系统的鲁棒H_∞问题转化为对应确定系统的鲁棒H_∞问题，然后采用张量积模型转换方法得到系统矩阵的凸多面体形式；(c)基于(b)中得到的凸多面体系统矩阵和鲁棒H_∞理论，通过求解有限个数顶点系统对应的线性矩阵不等式得到变增益鲁棒解耦输出反馈控制器，该控制器能够实现飞行器大飞行包线内各通道间的近似解耦，并且该近似解耦度可以通过H_∞性能指标γ来衡量。