针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法技术

本发明专利技术公开一种针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法，包括以下步骤：获取发动机的输入特性并设计参考模型；设计标准自适应更新律；将标准自适应更新律升级为投影自适应更新律；利用输入限制量建立控制参数投影域。本发明专利技术通过双边界投影算子实现输入受限情况下的控制器参数自适应更新，以解决传统模型参考自适应控制器在输入受限情况下参数漂移的问题。该方法中，利用输入限制量建立参数投影域的办法可适用于各类输入受限情况下的模型参考投影自适应控制器设计，对于不同的动力机械系统具有普遍适用性。力机械系统具有普遍适用性。力机械系统具有普遍适用性。

【技术实现步骤摘要】
针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法


[0001]本专利技术涉及一种针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法，其属于航空发动机控制领域。

技术介绍

[0002]航空发动机是一类复杂的强非线性控制对象，难以用线性的控制方法设计发动机控制系统。传统的面向航空发动机这一对象的控制方法是基于线性模型设计，如基于传递函数模型的比例积分控制方法，基于状态空间模型的多变量控制方法。然而实际工作中对象的系统参数不仅随着自身状态的改变而改变而且还与外部环境相关(如高度，马赫数等)，因此其系统参数是具有不确定性的，导致基于线性模型的方法控制效果不佳。
[0003]目前模型参考自适应控制是解决系统参数不确定性的一种较为成熟的方法，其通过自适应律更新控制参数使得闭环系统的响应满足预期性能要求，并且不需要详细的对象信息只需相关的输入特性即可进行设计，免去了对对象进行系统辨识或建模的过程。但是当输入受限时，模型参考自适应控制中的自适应机构仍然会不断更新参数以使输出更加贴近参考模型，但此时的更新的参数并不会对响应产生影响，甚至会导致参数漂移的发生，结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：获取发动机的输入特性并设计参考模型；步骤2：设计标准自适应更新律；步骤3：将标准自适应更新律升级为投影自适应更新律；步骤4：利用输入限制量建立控制参数投影域。2.根据权利要求1所述的一种针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法，其特征在于：所述步骤1中发动机的输入特性的具体获取步骤及参考模型设计过程如下：步骤1
‑
1：航空发动机能以式(1)的形式表示式中，x
p
(t)为被控对象的状态，u(t)为控制输入，a
p
和b
p
为未知参数，其具有不确定性，b
p
表征了系统的输入特性，对输入进行阶跃，对响应曲线进行分析即可获得b
p
的符号信息；步骤1
‑
2：依照预设的性能要求构建参考信号，其由参考模型(2)产生式中，x
m
(t)为参考模型的状态，r(t)为有界且分段连续的参考指令，a
m
＜0、b
m
为已知常数，根据性能要求选定。3.根据权利要求1所述的一种针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法，其特征在于：所述步骤2中标准自适应更新律设计过程如下：步骤2
‑
1：定义状态跟踪误差为e(t)＝x
p
(t)
‑
x
m
(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)控制目标是实现对象状态对参考模型状态的全局一致渐近跟踪，即步骤2
‑
2：采用状态反馈加指令前馈的控制律，其形式如下u(t)＝K1(t)x
p
(t)+K2(t)r(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)式中，K1(t)为可调反馈增益，K2(t)为可调前馈增益；假设存在常数满足当且时对象输出和参考信号完全一致；步骤2
‑
3：由对象方程、控制律及参考模型，得到误差动态方程定义参数误差整理可得步骤2
‑
4：由误差动态方程选取Lyapunov函数式中α1和α2均为常数且α1,α2＞0，因此V(t)正定；
步骤2
‑
5：采用标准自适应更新律(8)，则能够保证误差不为零时5：采用标准自适应更新律(8)，则能够保证误差不为零时5：采用标准自适应更新律(8)，则能够保证误差不为零时由李雅普诺夫第二方法保证，误差系统渐进稳定。4.根据权利要求1所述的一种针对输入受限的模型参考双边界投影自适应控制方法，其特征在于：所述步骤3中投影自适应更新律的升级过程如下：步骤3
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄金泉，郭智棋，潘慕绚，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：