CN112947366A - 一种解决飞行器控制***中观测死循环问题的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一个实施例公开了一种解决飞行器控制***中观测死循环问题的方法,包括以下步骤:构建与原飞行器控制***同输入同输出的辅助***。本发明通过构建辅助***,把复合未知量放在辅助***的单一通道中,并保证通道其他量已知,使得该通道可以直接进行干扰观测器设计,拆开观测死循环,为实际工程中飞行器控制***观测死循环问题提供了方便、实用的解决方法。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器控制领域,更具体地,涉及一种解决飞行器控制***中观测死循环问题的方法。
背景技术
飞行器控制***往往受到外界复杂环境影响而存在未知干扰量,一般通过干扰观测器进行观测处理。限于成本考虑或观测手段的制约,通常无法测量飞行器控制***所有的状态量,对于未知状态量,一般通过状态观测器进行观测处理。
目前的观测手段大多在构建干扰观测器时需要状态量已知,在构建状态观测器时需要除状态量外的其他量已知,但是在实际工程中,飞行器控制***往往既存在未知干扰量,也同时存在未知状态量,那么状态量的观测和干扰量的观测就构成了观测死循环。
针对这一问题,提出一种解决飞行器控制***中观测死循环问题的方法具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决飞行器控制***中观测死循环问题的方法,把复合未知量放在辅助***的单一通道中,并保证通道其他量已知,使得该通道可以直接进行干扰观测器设计,拆开观测死循环。
为达到上述目的,本发明采用下述技术方案:
本发明提供一种解决飞行器控制***中观测死循环问题的方法,包括以下步骤:
构建与原飞行器控制***同输入同输出的辅助***,其中,
所述原飞行器控制***能建立如公式(1)所示的模型:
其中u为原***输入量,y为原***输出量且等于x1,x1、x2和x3为原***状态量,d1、d2和d3为原***干扰量,f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为原***非线性不确定项,b为已知常数。
在一个具体示例中,原***输入量u和原***输出量y为已知量,原***状态量x2、x3和原***干扰量d1、d2和d3以及原***非线性不确定项f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为未知量。
在一个具体示例中,
使用原***的输入量对原***状态量做如式(2)的估计
在一个具体示例中,估计方程式(2)和原***方程式构造如式(3)的***
在一个具体示例中,整合复合干扰项,得到最终的辅助***,如公式(4)所示:
本发明的有益效果如下:
本发明通过构建辅助***,把复合未知量放在辅助***的单一通道中,并保证通道其他量已知,使得该通道可以直接进行干扰观测器设计,拆开观测死循环,为实际工程中飞行器控制***观测死循环问题提供了方便、实用的解决方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出一种解决飞行器控制***中观测死循环问题的方法的示意图。
具体实施方式
为使本发明的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明一个实施例提供一种解决飞行器控制***中观测死循环问题的方法,如图1所示,包括以下步骤:
构建与原飞行器控制***同输入同输出的辅助***,其中,
所述原飞行器控制***能建立如公式(1)所示的模型:
其中u为原***输入量,y为原***输出量且等于x1,x1、x2和x3为原***状态量,d1、d2和d3为原***干扰量,f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为原***非线性不确定项,b为已知常数,圆点表示导数。
在一个具体实施例中,原***输入量u和原***输出量y为已知量,原***状态量x2、x3和原***干扰量d1、d2和d3以及原***非线性不确定项f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为未知量。即除了输入输出是已知量,其他皆为未知量。如果直接先设计状态观测器,由于存在未知的干扰项和未知的非线性不确定项,状态观测器难以设计。如果直接先设计干扰观测器,由于存在未知状态量,干扰观测器也难以设计。这就是所谓的观测死循环问题,也是飞行器控制***在实际中经常遇到的问题。
在一个具体实施例中,使用原***的输入量对原***状态量做如式(2)的估计
需要注意,由于忽略了不确定项和干扰项,该估计存在较大的偏差,但估计值是已知的。
在一个具体实施例中,估计方程式(2)和原***方程式构造如式(3)的***
在一个具体实施例中,整合复合干扰项,得到最终的辅助***,如公式(4)所示:
需要注意,辅助***与原***具有相同的输入输出,通过设计控制律使辅助***稳定即可使原***稳定。辅助***仅在第一个通道存在复合干扰项,且状态都是已知的,符合直接进行干扰观测器设计的要求。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定,对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动,这里无法对所有的实施方式予以穷举,凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (5)
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,原***输入量u和原***输出量y为已知量,原***状态量x2、x3和原***干扰量d1、d2和d3以及原***非线性不确定项f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为未知量。
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006000943A1 (de) * | 2006-01-07 | 2007-07-26 | Deutsche Telekom Ag | HiL-System und -Verfahren zum Testen von Steuergeräten eines Steuersystems |
EP2156256A2 (en) * | 2007-04-05 | 2010-02-24 | Bombardier Inc. | Multi-axis serially redundant, single channel, multi-path fly-by-wire flight control system |
CN102854874A (zh) * | 2012-06-18 | 2013-01-02 | 南京航空航天大学 | 一种基于联合多观测器的故障诊断与容错控制装置及方法 |
CN103365296A (zh) * | 2013-06-29 | 2013-10-23 | 天津大学 | 一种四旋翼无人飞行器非线性输出反馈飞行控制方法 |
CN104020774A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 金陵科技学院 | 基于动态控制重新分配的飞行器姿态容错控制方法 |
CN106547207A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-29 | 浙江理工大学 | 一种非线性多输入多输出***混合式观测器构建方法 |
CN107942651A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-04-20 | 南京航空航天大学 | 一种近空间飞行器控制*** |
CN110320925A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-10-11 | 南京航空航天大学 | 基于高阶干扰观测器的四旋翼飞行器安全控制方法 |
-
2021
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006000943A1 (de) * | 2006-01-07 | 2007-07-26 | Deutsche Telekom Ag | HiL-System und -Verfahren zum Testen von Steuergeräten eines Steuersystems |
EP2156256A2 (en) * | 2007-04-05 | 2010-02-24 | Bombardier Inc. | Multi-axis serially redundant, single channel, multi-path fly-by-wire flight control system |
CN102854874A (zh) * | 2012-06-18 | 2013-01-02 | 南京航空航天大学 | 一种基于联合多观测器的故障诊断与容错控制装置及方法 |
CN103365296A (zh) * | 2013-06-29 | 2013-10-23 | 天津大学 | 一种四旋翼无人飞行器非线性输出反馈飞行控制方法 |
CN104020774A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-03 | 金陵科技学院 | 基于动态控制重新分配的飞行器姿态容错控制方法 |
CN106547207A (zh) * | 2016-10-13 | 2017-03-29 | 浙江理工大学 | 一种非线性多输入多输出***混合式观测器构建方法 |
CN107942651A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-04-20 | 南京航空航天大学 | 一种近空间飞行器控制*** |
CN110320925A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-10-11 | 南京航空航天大学 | 基于高阶干扰观测器的四旋翼飞行器安全控制方法 |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
池沛 等: ""基于观测器的飞行器时变控制效益估计算法"", 《控制与决策》 * |
王洁 等: ""基于干扰观测器的高超声速飞行器Terminal 滑模控制"", 《现代防御技术》 * |
赵红超 等: ""飞行器控制***中不确定性的估计方法综述"", 《飞航导弹》 * |
Also Published As
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