一種用於無動力滑翔彈的多目標魯棒自動駕駛儀設計方法
2023-06-27 09:13:16
專利名稱：一種用於無動力滑翔彈的多目標魯棒自動駕駛儀設計方法
技術領域：
本發明涉及一種無動力滑翔彈的魯棒控制方法，更具體地講，涉及一種在存在氣動數據誤差及外界擾動時適用於無動力滑翔彈的魯棒控制方法。
背景技術：
無動力滑翔彈是一種新式的空對地炸彈，它在發射後與發射裝置脫離，能自動滑翔和尋找目標。然而，由於測量誤差及風的影響，無動力滑翔彈的氣動參數往往存在較大誤差。同時，舵機執行誤差和重力幹擾(偏航通道無重力幹擾)的存在，使得實現同時滿足動態性能指標和抗幹擾指標的多目標魯棒自動控制成為一個困難的問題。目前，公知的用於控制無動力滑翔彈的運行的多目標魯棒自動駕駛儀需要針對不同控制目標選定一個公共的正定矩陣，從而保證反饋矩陣的存在。但是，這種自動駕駛儀的控制方法由於需要保證公共正定矩陣的存在，因而具有極大的保守性。 為此，需要設計一種具有較小的保守性的無動力滑翔彈的魯棒控制方法。
發明內容
在下面的描述中將部分地闡明本發明另外的方面和/或優點，通過描述，其會變得更加清楚，或者通過實施本發明可以了解。根據本發明的一方面，提供了一種無動力滑翔彈的魯棒控制方法，包括以下步驟(a)將用於控制無動力滑翔彈的自動駕駛儀抽象為多胞型不確定模型；(b)建立自動駕駛儀的控制目標，並設置包括狀態反饋控制器的自動駕駛儀的閉環系統的指標；(C)通過求解如下最優化問題獲得滿足所述指標的狀態反饋控制器的控制矩陣K，從而實現自動駕駛儀對無動力滑翔彈的多目標魯棒控制，min Y
權利要求
1.一種無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特徵在於，包括以下步驟 (a)將用於控制無動力滑翔彈的自動駕駛儀抽象為多胞型不確定模型； (b)建立自動駕駛儀的控制目標，並設置包括狀態反饋控制器的自動駕駛儀的閉環系統的指標； (C)通過求解如下最優化問題獲得滿足所述指標的狀態反饋控制器的控制矩陣K，從而實現自動駕駛儀對無動力滑翔彈的多目標魯棒控制，
2.根據權利要求I所述的無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特徵在於，所述多胞型不確定模型如下所示
3.根據權利要求I所述的無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特徵在於，所述指標包括τωζ| I 最小以及閉環系統的極點位於圓盤區域Ω (q，r)內，其中，Τωζ表示從幹擾ω至控制目標Z的傳遞函數矩陣，I I I I①表示匕範數…化，!·)指複平面上以(_q，0)為圓心，r為半徑的一個圓形區域。
4.根據權利要求3所述的無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特徵在於，IItuzM00最小用於提高系統抵抗外界幹擾的能力，閉環系統的極點位於圓盤區域Ω (q，r)內用於保證閉環系統在氣動參數存在不確定性時具有一致良好的動態性能。
5.根據權利要求I所述的無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特徵在於，通過如下步驟求解所述最優化問題 (Cl)以ει，ε2，ε3為優化變量，產生遺傳算法初始種群； (c2)以min Y為目標,利用內點法計算每個個體的適應度函數；(c3)執行遺傳算法的選擇、交叉、變異算子； (c4)當遺傳算法迭代次數達到預設值Nmax或適應度函數連續兩代變化小於特定容忍值τ時，終止迭代；否則，返回步驟(c2)繼續迭代； (c5)根據輸出的最優ε1; ε2, ε3，利用內點法計算最優的狀態反饋控制器K。
全文摘要
一種用於無動力滑翔彈的多目標魯棒自動駕駛儀設計方法，包括將用於控制無動力滑翔彈的自動駕駛儀抽象為多胞型不確定模型；建立自動駕駛儀的控制目標，並設置包括狀態反饋控制器的自動駕駛儀的閉環系統的指標；通過求解如下最優化問題獲得滿足所述指標的狀態反饋控制器的控制矩陣K，從而實現自動駕駛儀對無動力滑翔彈的多目標魯棒控制，minγ其中，γ為正數，S＝KF，Ai，i＝1，2，…，n為狀態矩陣的多胞型頂點，B2i，i＝1，2，…，n為控制矩陣的多胞型頂點，B1為外界幹擾輸入矩陣，I為單位矩陣，p1、P2為任意正定矩陣，F為任意矩陣，ε1、ε2、ε3為任意標量，N表示多胞型頂點數目，上標T表示矩陣的轉置，符號*表示對稱矩陣的對稱塊。
文檔編號G05B13/04GK102880190SQ20121034767
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者孟秀雲, 馬力超, 劉藻珍, 杜立夫 申請人:北京理工大學