一种解决飞行器控制系统中观测死循环问题的方法技术方案

本发明专利技术的一个实施例公开了一种解决飞行器控制系统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系统同输入同输出的辅助系统。本发明专利技术通过构建辅助系统，把复合未知量放在辅助系统的单一通道中，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系统观测死循环问题提供了方便、实用的解决方法。

【技术实现步骤摘要】
一种解决飞行器控制系统中观测死循环问题的方法
本专利技术涉及飞行器控制领域，更具体地，涉及一种解决飞行器控制系统中观测死循环问题的方法。
技术介绍
飞行器控制系统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系统所有的状态量，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，飞行器控制系统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系统中观测死循环问题的方法具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种解决飞行器控制系统中观测死循环问题的方法，把复合未知量放在辅助系统的单一通道中，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，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术提供一种解决飞行器控制系统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系统同输入同输出的辅助系统，其中，所述原飞行器控制系统能建立如公式(1)所示的模型：其中u为原系统输入量，y为原系统输出量且等于x1，x1、x2和x3为原系统状态量，d1、d2和d3为原系统干扰量，f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为原系统非线性不确定项，b为已知常数。在一个具体示例中，原系统输入量u和原系统输出量y为已知量，原系统状态量x2、x3和原系统干扰量d1、d2和d3以及原系统非线性不确定项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，使用原系统的输入量对原系统状态量做如式(2)的估计其中为原系统状态量x2,x3的估计项，u为原系统输入量，b为已知常数。在一个具体示例中，估计方程式(2)和原系统方程式构造如式(3)的系统其中u为原系统输入量，y为原系统输出量且等于x1，x1,为辅助系统状态量，d1为原系统干扰量，f1(x1,x2,x3)为原系统非线性不确定项，b为已知常数。在一个具体示例中，整合复合干扰项，得到最终的辅助系统，如公式(4)所示：其中u为原系统输入量，y为原系统输出量且等于x1，x1,为辅助系统状态量，b为已知常数，D为复合干扰项。本专利技术的有益效果如下：本专利技术通过构建辅助系统，把复合未知量放在辅助系统的单一通道中，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系统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专利技术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专利技术的一些实施例，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系统中观测死循环问题的方法的示意图。具体实施方式为使本专利技术的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。本专利技术一个实施例提供一种解决飞行器控制系统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系统同输入同输出的辅助系统，其中，所述原飞行器控制系统能建立如公式(1)所示的模型：其中u为原系统输入量，y为原系统输出量且等于x1，x1、x2和x3为原系统状态量，d1、d2和d3为原系统干扰量，f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为原系统非线性不确定项，b为已知常数，圆点表示导数。在一个具体实施例中，原系统输入量u和原系统输出量y为已知量，原系统状态量x2、x3和原系统干扰量d1、d2和d3以及原系统非线性不确定项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，也是飞行器控制系统在实际中经常遇到的问题。在一个具体实施例中，使用原系统的输入量对原系统状态量做如式(2)的估计其中为原系统状态量x2,x3的估计项，u为原系统输入量，b为已知常数，尖号表示估计。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)和原系统方程式构造如式(3)的系统其中u为原系统输入量，y为原系统输出量且等于x1，x1,为辅助系统状态量，d1为原系统干扰量，f1(x1,x2,x3)为原系统非线性不确定项，b为已知常数。在一个具体实施例中，整合复合干扰项，得到最终的辅助系统，如公式(4)所示：其中u为原系统输入量，y为原系统输出量且等于x1，x1,为辅助系统状态量，b为已知常数，D为复合干扰项。需要注意，辅助系统与原系统具有相同的输入输出，通过设计控制律使辅助系统稳定即可使原系统稳定。辅助系统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，本专利技术的上述实施例仅仅是为清楚地说明本专利技术所作的举例，而并非是对本专利技术的实施方式的限定，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，凡是属于本专利技术的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利技术的保护范围之列。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种解决飞行器控制系统中观测死循环问题的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n构建与原飞行器控制系统同输入同输出的辅助系统，其中，/n所述原飞行器控制系统能建立如公式(1)所示的模型：/n

【技术特征摘要】
1.一种解决飞行器控制系统中观测死循环问题的方法，其特征在于，包括以下步骤：
构建与原飞行器控制系统同输入同输出的辅助系统，其中，
所述原飞行器控制系统能建立如公式(1)所示的模型：



其中u为原系统输入量，y为原系统输出量且等于x1，x1、x2和x3为原系统状态量，d1、d2和d3为原系统干扰量，f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为原系统非线性不确定项，b为已知常数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，原系统输入量u和原系统输出量y为已知量，原系统状态量x2、x3和原系统干扰量d1、d2和d3以及原系统非线性不确定项f1(x1,x2,x3)、f1(x1,x2,x3)和f1(x1,x2,x3)为未知量。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦金磊，陈宇坤，
申请(专利权)人：航天科工空间工程发展有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42