[发明专利]基于分数阶扩张状态观测器的固液变推力发动机控制器及控制方法

权利要求书

1.一种基于分数阶扩张状态观测器的固液变推力发动机控制器，其特征在于，包括：分数阶抗扰控制器和可变文氏管，其中，

所述分数阶抗扰控制器，用于根据固液变推力发动机的期望推力、所述固液变推力发动机的实际推力、所述可变文氏管的实际开度和系统噪声，确定出所述可变文氏管的实际控制量，其中，所述系统噪声包括：液路噪声和燃烧噪声；

所述可变文氏管，用于基于所述实际控制量调节可调阀门的开度，以控制流过所述可变文氏管的液体氧化剂的流量，其中，所述可调阀门为所述可变文氏管的阀门；

其中，所述分数阶抗扰控制器包括：跟踪微分器，分数阶扩张状态观测器，PID控制器和补偿模块，其中，

所述跟踪微分器，用于根据所述期望推力，确定出期望推力指令和所述期望推力指令的微分；

所述分数阶扩张状态观测器，用于根据所述可变文氏管的液体氧化剂的实际流量和所述实际推力与所述系统噪声的第一差值，确定出目标数据，其中，所述目标数据包括：所述实际推力的观测量，所述实际推力的微分的观测量和所述可调阀门的控制补偿量；

所述PID控制器，用于将所述期望推力指令与所述实际推力的观测量之间的第二差值确定为所述可调阀门的第一目标控制量，并将所述期望推力指令的微分与所述实际推力的微分的观测量之间的第三差值确定为所述可调阀门的第二目标控制量，以及基于所述第一目标控制量和所述第二目标控制量，确定出所述可变文氏管的初始控制量；

所述补偿模块，用于计算所述可调阀门的控制补偿量与所述初始控制量之间的和值，并将所述和值与所述可调阀门的实际开度之间的差值确定为所述可变文氏管的实际控制量。

2.根据权利要求1所述的基于分数阶扩张状态观测器的固液变推力发动机控制器，其特征在于，所述基于分数阶扩张状态观测器的固液变推力发动机控制器还包括：

测量单元，用于测量所述固液变推力发动机的实际推力、所述系统噪声和所述可调阀门的实际开度。

3.一种基于分数阶扩张状态观测器的固液变推力发动机控制方法，其特征在于，应用于基于分数阶扩张状态观测器的固液变推力发动机控制器，所述基于分数阶扩张状态观测器的固液变推力发动机控制器包括分数阶抗扰控制器和可变文氏管，则所述方法包括：

根据固液变推力发动机的期望推力、所述固液变推力发动机的实际推力、所述可变文氏管的实际开度和系统噪声，确定出所述可变文氏管的实际控制量，其中，所述系统噪声包括：液路噪声和燃烧噪声；

基于所述实际控制量调节可调阀门的开度，以控制流过所述可变文氏管的液体氧化剂的流量，其中，所述可调阀门为所述可变文氏管的阀门；

其中，所述分数阶抗扰控制器包括：跟踪微分器，分数阶扩张状态观测器，PID控制器和补偿模块，则根据固液变推力发动机的期望推力、所述固液变推力发动机的实际推力、所述可变文氏管的实际开度和系统噪声，确定出所述可变文氏管的实际控制量，包括：

根据所述期望推力，确定出期望推力指令和所述期望推力指令的微分；

根据所述可变文氏管的液体氧化剂的实际流量和所述实际推力与所述系统噪声的第一差值，确定出目标数据，其中，所述目标数据包括：所述实际推力的观测量，所述实际推力的微分的观测量和所述可调阀门的控制补偿量；

将所述期望推力指令与所述实际推力的观测量之间的第二差值确定为所述可调阀门的第一目标控制量，并将所述期望推力指令的微分与所述实际推力的微分的观测量之间的第三差值确定为所述可调阀门的第二目标控制量，以及基于所述第一目标控制量和所述第二目标控制量，确定出所述可变文氏管的初始控制量；

计算所述可调阀门的控制补偿量与所述初始控制量之间的和值，并将所述和值与所述可调阀门的实际开度之间的差值确定为所述可变文氏管的实际控制量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述初始控制量进行增益，得到增益之后的初始控制量。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

测量所述固液变推力发动机的实际推力、所述系统噪声和所述可调阀门的实际开度。