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申请/专利权人：淮阴工学院
申请日：2024-02-04
公开（公告）日：2024-06-28
公开（公告）号：CN118259693A
主分类号：G05D1/495
分类号：G05D1/495;G05D1/46;G05D101/15;G05D109/20
优先权：
专利状态码：在审-公开
法律状态：2024.06.28#公开
摘要：本发明公开了一种非最小相位高超声速飞行器的最优容错制导与控制一体化设计方法，针对高超声速飞行器的六自由度模型，考虑状态约束，提出基于自适应动态规划ADP的自适应容错制导与控制一体化方法。首先，通过引入障碍Lyapunov函数来处理状态约束，设计基于Backstepping控制的基础反馈控制器，将跟踪控制问题转化为等效的最优控制问题。随后，利用ADP技术设计了一种自适应最优控制策略，提供了补偿控制行为。构建了一个执行‑评价结构来在线求解HJB方程。本发明通过将Backstepping控制和ADP控制相结合，构建了总控制输入，以改善控制系统的跟踪性能和容错能力，从而实现了对高度、速度以及侧向位移的近似跟踪，为工程实践的具体实施提供了有力的参考。
主权项：1.一种非最小相位高超声速飞行器的最优容错制导与控制一体化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：建立非最小相位高超声速飞行器六自由度模型；步骤2：建立气动舵面的故障模型，并引入状态约束函数；步骤3：基于步骤1建立的高超声速飞行器六自由度模型，通过分析零动态的行为来推断其的内部动态特性；步骤4：将步骤1建立的高超声速飞行器六自由度模型转换为制导与姿态子系统和速度子系统；步骤5：针对步骤4转换之后的系统，结合步骤2建立的气动舵面故障模型和状态约束函数，设计速度子系统控制器，基于输出重定义设计制导子系统制导律，初步设计姿态子系统控制器、反馈控制器和最优补偿控制器，根据气动舵面故障设计故障补偿控制器，基于设计的反馈控制器和故障补偿控制器实现高超声速飞行器在故障下的有界稳定；步骤6：在姿态子系统引入最优控制性能指标，通过自适应动态规划迭代求解方法求解最优补偿控制器，构建执行-评价结构在线求解HJB方程，使得高超声速飞行器控制系统闭环信号快速稳定，确保其在气动舵面故障和外部干扰情况下的飞行安全。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 淮阴工学院 一种非最小相位高超声速飞行器的最优容错制导与控制一体化设计方法
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