[发明专利]一种针对线性参数变化飞行器的自修复控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对线性参数变化飞行器的自修复控制方法，尤其涉及一种基于自适应观测器和自适应控制的线性参数变化飞行器自修复控制方法。

背景技术

飞行器飞行控制系统是飞行器的重要组成部分，对于飞行器的飞行性能和安全性能起着非常重要的作用。飞行器在飞行中会受到故障、扰动等不确定因素的影响，这些因素将直接影响飞行器的安全性能及飞行品质。因此，研究飞行器飞行控制系统的自修复控制具有重要意义。

自修复控制，是指在设计飞行控制系统时，利用其控制机构本身的功能冗余，来提高飞控系统对其机构故障及损伤的适应性，使故障后的飞机不但能够幸存，而且仍可安全飞行。自修复控制可以用来提高飞机的生存性，改善飞行控制系统的飞行品质、安全性以及可维护性等问题。典型的自修复控制涉及到故障诊断、可重构控制等技术。根据自修复的修复时序来分，自修复控制可以分为直接自修复控制和间接自修复控制两大类。直接自修复控制是一种不需要知道飞机故障或者损伤的准确信息的控制方法。重构控制在故障发生的那一刻就开始起作用，不需要进行故障检测与隔离。从而解决了故障检测与隔离过程带来的实时性及准确性等问题。间接自修复控制主要包括故障的检测与识别、控制律的重构。间接自修复控制需要知道故障的详细信息，而不是把系统的故障当作标称模型。其自修复控制具有一定的时序性。间接自修复控制的优点是概念清晰、控制精度高、继承性好，缺点是实时性较差，存在漏警、虚警等情况。其中，如何权衡故障检测的速度与检测精度，还有待进一步深入的研究。

自适应控制起源于上世纪50年代，它最初来源于学者们对宇宙飞船的轨迹控制的研究。系统的故障或者结构变化会使系统的参数与结构发生相应的变化，而自适应控制则对这样的未知变化具有一定的控制能力。自适应控制就是针对具有未知的参数或者故障的系统，进行一定的控制，来实现期望的系统性能。自适应控制可以分为间接自适应控制以及直接自适应控制两种。对于飞行控制系统的自修复控制来说，基于间接自适应控制的自修复控制需要对系统进行辨识，而这将使自修复控制的性能降低。随着现代控制理论的发展，观测器理论的研究也由 建立、发展而逐渐完善起来。观测器，又名检测滤波器，在控制系统理论中，基于观测器的故障诊断方法得到了很好的发展与研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种针对线性参数变化飞行器的自修复控制方法，使有故障的飞行器自行修复后获得满意飞行品质。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种针对线性参数变化飞行器的自修复控制方法，包括以下几个步骤：

步骤一：设定线性参数变化飞行器的故障模型为：

x.(t)=A(θt)x(t)+B(θt)u(t)+B(θt)f(t)]]>

y(t)＝C(θ_t)x(t)

这里，t表示时间，x(t)∈Rⁿ是n维状态变量，R表示实数；u(t)∈R^m为飞行器的m维控制变量；y(t)∈R^r为飞行器的r维输出变量；A(θ_t)、B(θ_t)和C(θ_t)为飞行器系统的状态矩阵；f(t)为故障项；