[发明专利]一种过驱动飞行器自适应控制分配方法

权利要求书

1.一种过驱动飞行器自适应控制分配方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)建立带有维度约束的冗余飞行器系统描述模型；

2)利用参考模型生成顶层控制律；

3)采用分配阵和遗传算法自适应混合控制分配算法进行控制分配；

所述的2)利用参考模型生成顶层控制律具体为：

考虑参考模型，即给定跟踪轨迹的模型：

其中是参考模型状态变量，是参考模型输入信号，是参考模型输出变量，A_m为参考模型系统矩阵，B_m为参考模型输入矩阵，C为描述模型输出矩阵，其中分别表示维数为n、q、l的实数向量空间，n为系统状态变量维数，l是系统输出变量维数，q的含义为参考输入信号的维数；

同时考虑如下的执行器约束：

其中α_i(t)为第i个执行器在t时刻输入信号约束的下确界，β_i(t)为第i个执行器在t时刻输入信号约束的上确界，其中α_i(t)≤β_i(t)，Ω为所有满足执行器约束的输入信号组成的集合，m为执行机构的个数；

根据参考模型生成的顶层控制律为：

v＝K_xx+K_rr

其中x为冗余系统当前状态，K_x为满足A_m＝A+B_vK_x的状态反馈矩阵，K_r为满足B_m＝B_vK_r的参考输入反馈矩阵，A为描述模型系统矩阵，B_v为输入矩阵B_u满秩分解的列满秩矩阵，B_u为满足B_vB_c＝B_u的输入矩阵，B_c为相应的行满秩矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的1)建立带有维度约束的冗余飞行器系统描述模型具体为：

将飞行器系统描述模型及参数建立为如下多输入多输出标准形式：

其中是冗余系统当前状态，是系统输入信号，是系统输出变量，u(t)＝[u₁(t),u₂(t),...,u_m(t)]^T，是第i个执行器在t时刻的输入信号，其中B_u为满足B_u＝[b₁,b₂,…,b_m]，rank(b_i)＝1对于i＝1,...,m，rank(B_u)＝n_u＜m的描述模型输入矩阵，且(A,B_u)能控，其中n_u是矩阵B_u的秩。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的3)采用分配阵和遗传算法自适应混合控制分配算法进行控制分配具体为：

第一步，获取t时刻的系统状态值x(t)和参考模型输入信号值r(t)；

第二步，计算顶层控制律v(t)＝K_xx(t)+K_rr(t)；

第三步，利用分配阵方法计算候选输入变量

第四步，若u_c(t)∈Ω，则分配u(t)＝u_c(t)，此次分配任务结束；

第五步，若启用遗传算法控制分配方法。