电控旋翼桨距自适应控制方法

摘要

本发明涉及一种电控旋翼桨距自适应控制方法，属于直升机旋翼操纵领域。该方法所采用的控制系统包括自适应滤波控制器、系统辨识控制器、并行环节滤波控制器、比较模块I和II以及由系统辨识控制器得到的系统辨识模型。该方法由上位机产生期望桨距值和随机扰动信号进入控制系统，将自适应滤波控制器的控制输出信号与随机扰动信号相减作为电控旋翼系统的输入，电控旋翼系统输出实际桨距值进入控制系统，三个控制器根据输入值与比较差值采用LMS算法更新滤波器权值系数，以使比较差值逐渐逼近最小值。本发明能适应直升机各种飞行状态的变化，始终准确地对电控旋翼桨距进行控制。

主权项

一种电控旋翼桨距自适应控制方法，其特征在于：该方法所采用的控制系统包括自适应滤波控制器、系统辨识控制器、并行环节滤波控制器、比较模块Ⅰ、比较模块Ⅱ和系统辨识模型，其中：自适应滤波控制器、系统辨识控制器、并行环节滤波控制器、比较模块Ⅰ以及电控旋翼系统均连接上位计算机的输出，系统辨识控制器的输出分别接入自适应滤波控制器、比较模块Ⅰ和系统辨识模型，自适应滤波控制器的输出分别接入系统辨识模型和电控旋翼系统，系统辨识模型的输出接入比较模块Ⅱ，比较模块Ⅰ的输出分别接入比较模块Ⅱ和自适应滤波控制器，比较模块Ⅱ的输出分别接入系统辨识控制器和并行环节滤波控制器，并行环节滤波控制器的输出接入比较模块Ⅱ，比较模块Ⅰ连接电控旋翼系统的输出；该电控旋翼桨距自适应控制方法包括如下内容：(1)上位计算机输出电控旋翼期望桨距值和随机扰动信号，期望桨距值进入自适应滤波控制器、并行环节滤波控制器和比较模块Ⅰ，随机扰动信号进入系统辨识控制器和电控旋翼系统；(2)设定自适应滤波控制器、系统辨识控制器和并行环节滤波控制器的滤波权值系数初值，自适应滤波控制器得出一个初始的控制输出信号，该信号与随机扰动信号相减后进入电控旋翼系统；(3)系统辨识控制器计算得出初始系统模型辨识参数以及由该参数计算得出的扰动产生桨距值，系统模型辨识参数代入系统辨识模型得到电控旋翼系统初始的抽象数学模型，该数学模型根据控制输出信号计算得出辨识模型产生的桨距值，系统模型辨识参数同时还进入自适应滤波控制器；(4)并行环节滤波控制器在其滤波权值系数初值为零的情况下得出初始的并行环节跟踪值，此后，扰动产生桨距值、期望桨距值以及电控旋翼系统输出的实际桨距值同时进入比较模块Ⅰ得到比较差值Ⅰ，比较差值Ⅰ再与辨识模型产生的桨距值、并行环节跟踪值进入比较模块Ⅱ得到比较差值Ⅱ，比较差值Ⅰ作为反馈值输入自适应滤波控制器进行计算，比较差值Ⅱ也作为反馈值输入系统辨识控制器和并行环节滤波控制器进行计算；(5)自适应滤波控制器、系统辨识控制器和并行环节滤波控制器根据反馈值进行滤波权值系数更新，使比较差值逐渐逼近最小值，该最小值的取值范围为0.3～0.5度。