飞行器区间模型的控制器设计方法

摘要

本发明公开了一种飞行器区间模型的控制器设计方法，用于解决现有的鲁棒控制理论缺乏设计步骤难以直接设计飞行控制器的技术问题。技术方案是给出区间系统鲁棒稳定可解条件，直接利用线性系统状态反馈的闭环期望极点选择，并根据所有闭环期望极点的实部全部为负数的特点，给出了限定条件不等式直接设计反馈矩阵。使得本研究领域的工程技术人员。对风洞或飞行试验得到的飞行器区间系统模型直接设计飞行控制器，解决了当前研究只给出鲁棒稳定性不等式而无法直接设计飞行控制器的技术问题。

主权项

一种飞行器区间模型的控制器设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、在某飞行区域通过风洞或飞行试验得到含有不确定性的飞行器模型为：式中，x∈Rⁿ,u∈R^m分别为状态和输入向量，A∈N(R,Q)或N(R,Q)＝{A∈R^n×n|r_i,j≤a_ij≤q_ij i,j＝1,2,…,n}，A＝{a_ij}_n×n,R＝{r_i,j}_n×n,Q＝{q_ij}_n×n，r_i,j≤a_ij≤q_ij i,j＝1,2,…,n；B∈N(H,S)或N(H,S)＝{B∈R^n×m|h_ij≤b_ij≤s_ij i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m}，B＝{b_ij}_n×m,H＝{h_ij}_n×m,S＝{s_ij}_n×m，h_ij≤b_ij≤s_ij i＝1,2,…,n；j＝1,2,…,m；A,B,R,Q,H,S为已知的系数矩阵；选择飞行控制器为：u＝‑Kx式中，K为反馈矩阵；带入(1)式中，有：式中，w_i为W的第i行向量，{Λ_i＝diag(λ_i,j),0≤λ_i,j≤1；i,j＝1,2,…,n}，(A₀±ΔA)∈N(R,Q)表示A∈N(R,Q)的任意值；v_i为V的第i行向量，{Ω_i＝diag(ω_i,j),0≤ω_i,j≤1；i,j＝1,2,…,m}，(B₀±ΔB)∈N(H,S)表示B∈N(H,S)的任意值；步骤二、选取(A₀‑B₀K)的特征值各不相同且实部为负，设计反馈矩阵K使得满足条件：Π＞M^T(ΔA‑ΔBK)^TM^‑TM^‑1(ΔA‑ΔBK)M；该控制器使得或鲁棒稳定；式中，M为线性变换矩阵，M^‑1(A₀‑B₀K)M＝diag[σ₁+jω₁,σ₂+jω₂,…,σ_n+jω_n]，σ_i,ω_i为实数，i＝1,2,…,n， jω_i表示虚数，i＝1,2,…,n，diag为对角矩阵符号，取飞行器纵向运动状态变量为输入变量为u＝δ_e，其中q为俯仰角速度，α为气流迎角，为俯仰角，δ_e为升降舵偏角。