申请/专利权人：西北工业大学

申请日：2023-12-25

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117806344A

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D109/20

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明提供了一种基于数据驱动的变体飞行器飞行控制方法，该方法不需要任何的模型先验知识，只需要收集变体飞行器在一段时间内的输入数据、输出数据和状态数据，然后利用收集的数据设计反馈控制器，反馈控制器能够实现变体飞行器的稳定控制。具体的，主要包括四个部分：1.构建变体飞行器在某一工况下的线性模型，但该线性模型并不参与控制器设计，只是为了辅助仿真实验的进行。2.利用离散数据设计开环系统表达式。3.在开环系统表达式的基础上设计广义反馈控制器。4.利用线性二次规划器优化广义反馈控制器，获取最佳的反馈增益。因此，相比其他的常见变体飞行器飞行控制方法，本发明提出的方法能够大幅减少控制器开发的时间成本和金钱成本。

主权项：1.一种基于数据驱动的变体飞行器纵向飞行控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：利用离散数据设计开环系统表达式：步骤1.1：对变体飞行器的控制输入u进行数据采样，共采样T个时刻的数据，得到u0u1...uT-1；其中控制输入u＝[ΔδeΔδt]T，Δδe和Δδt分别为舵偏指令和油门指令；定义U0,1,T为U0,1,T＝[u0u1...uT-1]对变体飞行器的状态向量x进行数据采样，共采样T+1个时刻的数据，得到x0x1...xT；其中状态向量x＝[VH]T，V为飞行速度，H为飞行高度；并定义X0,T和X1,T为X0,T＝[x0x1…xT-1]X1,T＝[x1x2…xT]步骤1.2：将变体飞行器开环系统用离散数据表示为 其中为右逆运算；步骤2：设计广义反馈控制器：uk＝Kxk其中K为反馈增益；在步骤1得到的开环系统表达式基础上加入广义反馈控制器，得到变体飞行器闭环系统为xk+1＝X1,TGKxk其中GK与K之间的关系为：K＝U0,1,TGK；步骤3：利用线性二次规划器优化广义反馈控制器，获取最佳的反馈增益：利用线性二次规划器，建立求解最佳反馈增益K的优化问题为：minQtraceX0,TQ+traceX0,T 式中，trace为计算矩阵的迹；通过求解优化问题，得到中间参数Q的值，再根据K＝U0,1,TQX0,TQ-1得到最优的反馈增益K；步骤4：利用最优的广义反馈控制器实现对变体飞行器的飞行控制。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西北工业大学 一种基于数据驱动的变体飞行器飞行控制方法

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