具有稳定裕度自动配置功能的自适应PI控制方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种具有稳定裕度自动配置功能的自适应PI控制方法及系统，涉及飞行控制领域。本发明专利技术首先针对参数和时延均未知的一阶滚转角速度控制系统建立一自由度滚转角速度模型及PI控制器，并构建系统稳定裕度与系统参数以及PI控制器参数的解析表达式，求解出PI控制器参数的解析表达式；然后利用近似非线性最小二乘算法估计系统未知参数与未知时延，得到系统参数估计值和时延估计值；最后将估计值代入PI控制器参数的解析表达式，计算并更新PI控制器参数，实现稳定裕度自动配置。本发明专利技术方法不仅能实现稳定的时变指令跟踪性能，还能够实现稳定裕度的自动配置，从而使得飞行控制系统维持一定的稳定裕度，有效提高控制系统的可靠性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
具有稳定裕度自动配置功能的自适应PI控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及飞行控制
，特别是涉及一种具有稳定裕度自动配置功能的自适应PI控制方法及系统。

技术介绍

[0002]稳定裕度是衡量飞机控制系统安全性的重要指标，为了保证飞行的安全性，飞行控制系统需要维持一定的稳定裕度。由于飞机控制系统的设计大多基于小扰动方程，而小扰动方程是通过在飞机运动平衡点附近线性化得到。然而，飞机的大机动飞行状态下，飞行控制系统的模型结构与参数会发生不确定性变化，此时基于小扰动方程所设计的控制律可能会失效。此外，飞机在飞行过程中的各种缓慢不确定变化，比如燃油消耗、负载变化等因素影响，其系统参数也会发生不确定变化。另一方面，飞机控制回路还存在时延，极端情况下时延将导致控制信号反向。总之，飞行控制系统的参数、结构不确定性以及未知时延等因素会对飞行安全造成严重不利影响。解决这一问题的一种有效方法是让飞行控制系统维持一定的稳定裕度，即具有较好的相对鲁棒性，可有效提高控制系统的可靠性。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种具有稳定裕本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有稳定裕度自动配置功能的自适应PI控制方法，其特征在于，包括：针对参数和时延均未知的一阶滚转角速度控制系统建立一自由度滚转角速度模型及PI控制器；根据一自由度滚转角速度模型及PI控制器构建系统稳定裕度与系统参数以及PI控制器参数的解析表达式；系统稳定裕度包括相位裕度和幅值裕度；求解系统稳定裕度与系统参数以及PI控制器参数的解析表达式，得到PI控制器参数的解析表达式；利用近似非线性最小二乘算法估计系统未知参数与未知时延，得到系统参数估计值和时延估计值；将系统参数估计值和时延估计值代入PI控制器参数的解析表达式，计算并更新PI控制器参数，实现稳定裕度自动配置。2.根据权利要求1所述的具有稳定裕度自动配置功能的自适应PI控制方法，其特征在于，所述针对参数和时延均未知的一阶滚转角速度控制系统建立一自由度滚转角速度模型及PI控制器，具体包括：针对参数和时延均未知的一阶滚转角速度控制系统，建立一自由度滚转角速度模型及PI控制器其中ω
X
是滚转角速度；F
Z
是驾驶员操作施加的横向杆力；K,T是系统参数；τ是未知时延；G
c
(s)是PI控制器的传递函数；k
p
是比例系数；T
i
是积分时间常数；k
p
和T
i
共同作为PI控制器参数。3.根据权利要求2所述的具有稳定裕度自动配置功能的自适应PI控制方法，其特征在于，所述根据一自由度滚转角速度模型及PI控制器构建系统稳定裕度与系统参数以及PI控制器参数的解析表达式，具体包括：根据一自由度滚转角速度模型及PI控制器构建幅值裕度与系统参数以及PI控制器参数的解析表达式其中A
m
为幅值裕度；G(jω)H(jω)表示系统的开环频率特性；ω
g
为穿越频率；根据一自由度滚转角速度模型及PI控制器构建相位裕度与系统参数以及PI控制器参数的解析表达式其中φ
m
为相位裕度；ω
c
为剪切频率。4.根据权利要求3所述的具有稳定裕度自动配置功能的自适应PI控制方法，其特征在于，所述求解系统稳定裕度与系统参数以及PI控制器参数的解析表达式，得到PI控制器参数的解析表达式，具体包括：求解系统稳定裕度与系统参数以及PI控制器参数的解析表达式，得到PI控制器参数的解析表达式和
5.一种具有稳定裕度自动配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王业光，王世鹏，张言军，孙健，高万新，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：