[发明专利]一种采用自适应分数阶微分的发动机稳定供油方法

说明书

本发明是关于一种采用自适应分数阶微分的发动机稳定供油方法，属于飞行器发动机控制技术领域。首先采用速度传感器测量飞行器速度并与期望速度进行比较得到速度误差，然后根据速度误差进行非线性变换与积分得到误差非线性积分信号。在此基础上结合自适应算法构造分数阶微分器得到速度误差的自适应分数阶微分信号，最后设计组合控制量与最终的飞行器稳定供油规律，实现对高超声速飞行器给定速度的跟踪控制。该方法的特点在于采用自适应与分数阶微分相结合的技术，使得速度控制比较平滑，而且具有很好的适应能力，使得对不同的期望输入具有较好的动态响应。

技术领域

本发明涉及高超声速发动机控制技术领域，具体而言，涉及一种采用自适应技术与分数阶微分相结合的高超声速发动机速度控制与供油方法。

背景技术

传统的低速飞行器由于其速度较低，其发动机供油规律一般比较简单，甚至采用简单的比例反馈调节即可。同时速度控制的精度也不高。高超声速飞行器是指速度达到5马赫以上的飞行器，由于其速度巨大，因此发动机的供油规律需要精密设计。同时，高超声速发动机的速度响应动态特性，如振荡等，还会影响整个飞行器的受力与力矩振荡，从而影响整个飞行器运动的稳定性。因此高超声速发动机速度控制的准确性，以及速度响应变化的平滑性，对整个高超声速飞行器的控制一体化设计有着至关重要的作用。而速度控制的平滑性一般要求对速度的导数即加速度进行测量反馈，提供阻尼信号。但由于加速度信号准确测量也比较复杂，因此本发明基于自适应分数阶微分技术，提供速度误差信号的微分信号，从而使得速度控制比较平滑。最终的案例实施也表明了本发明具有很高的工程应用价值。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用自适应分数阶微分的发动机稳定供油方法，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的高超声速飞行器速度控制的精度不高与平滑度不足的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种采用自适应分数阶微分的发动机稳定供油方法，包括以下步骤：

步骤S10，在飞行器上安装速度传感器，测量飞行器的实时速度，然后安装飞行器的飞行需要，设置期望速度，两者进行比较，得到速度误差信号；

步骤S20，根据所述的速度误差信号，进行非线性变化，得到非线性误差信号，对误差信号进行积分，得到误差积分项，然后对非线性误差信号进行积分，得到误差非线性积分项；

步骤S30，根据所述的速度误差信号，结合自适应算法设计分数阶微分器，设计速度误差信号的自适应分数阶微分；

步骤S40，根据所述的速度误差信号、非线性误差信号、误差线性积分项、误差非线性积分项、自适应分数阶微分信号，设计速度跟踪组合控制量；

步骤S50，根据所述的速度误差信号、速度跟踪组合控制量与非线性误差信号，采用自适应算法，设计最终的飞行器稳定供油规律。

在本发明的一种示例实施例中，在飞行器上安装速度传感器，测量飞行器的实时速度，然后安装飞行器的飞行需要，设置期望速度，两者进行比较，得到速度误差信号包括：

e_V＝V-V^d；

其中V为飞行器的实时速度，此处可通过飞行器控制系统的惯导设备解算飞行器的速度，但一般采用空速计测量较为准确。V^d为飞行器的期望速度信号，e_V为速度误差信号。

在本发明的一种示例实施例中，根据所述的速度误差信号，进行非线性变换与积分，得到非线性误差信号、误差积分项与误差非线性积分项包括：

S₁＝∫e_Vdt；