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专利号: 2016102835616
申请人: 江苏理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种变体飞行器变形协同飞行控制系统,其特征在于,其包括:飞行控制器,用于控制飞行器的飞行状态,即实现飞行控制;

全局变形控制器,与飞行控制器相连,对变形结构进行控制;

网络总线,用于连接局部变形控制器与分布式传感器,作为数据通信的通道;

局部变形控制器,与分布式传感器相连,用于控制变形结构;

分布式传感器,与局部变形控制器、分布式驱动器相连,作为控制系的硬件结构;

分布式驱动器,用于驱动变形结构;

变形结构,使变体飞行器实现变体的机械结构,使飞行器获得高气动效率;

传感器,检测变形结构的状态并将信息反馈飞变形控制器。

2.一种变体飞行器变形协同飞行控制系统的建模仿真方法,其特征在于,其包括以下步骤:步骤一,变体飞行器飞行包线范围内选择了若干工作点,制订了相应的模糊规则;

步骤二,建立了全包线纵向T-S模糊模型,以通过线性模型描述原非线性动力学模型;

步骤三,后基于T-S模糊模型,结合鲁棒H∞控制思想和PDC原理,提出了基于连续T-S模糊模型的模糊鲁棒H∞控制策略;

步骤四,通过有限个LMI条件计算模糊增益矩阵,保证了变形飞行过程的全局稳定和鲁棒性能,并能渐近跟踪参考信号的目标飞行状态;

步骤五,将变体飞行器的连续T-S模糊模型离散化,采用模糊Lyapunov函数方法降低保守性,结合Non-PDC原理,提出了基于离散T-S模糊模型的DFRHC策略,通过有限个LMI条件计算更可行的离散模糊增益矩阵,更好地保证了变形飞行过程的全局稳定、鲁棒性能和跟踪精度;

步骤六,将所设计的控制器引入变体飞行器非线性动力学模型,通过数值仿真展示。

3.如权利要求2所述的变体飞行器变形协同飞行控制系统的建模仿真方法,其特征在于,所述步骤二包括以下步骤:步骤二十一,建立非线性系统的T-S模糊模型:

式中,ηj(t),j=1,2,…,g为前件变量; 为第i条规则中第j个前件变量ηj(t)对应的模糊子集;Ai,Bi为第i条规则的局部线性系统矩阵;对于具体的非线性系统而言,前件变量的选择、模糊子集的划分、模糊规则的数量等取决于系统自身特性与控制设计的目标;

步骤二十二,建立非线性系统的局部线性模型:

式中, 为状态向量 ; 为输入向量 ; 为输出向 量;

为非线性系统函数,f(x(t))=[f1(x(t)) f2(x(t)) … fn(x(t))]T。

4.如权利要求2所述的变体飞行器变形协同飞行控制系统的建模仿真方法,其特征在于,所述步骤三包括基于T-S模糊系统的模糊鲁棒H∞控制方案的设计,对不确定T-S模糊系统设计的跟踪参考信号的模糊鲁棒H∞控制策略具体结构为:式中,模糊增益矩阵 为相应维数的常值矩阵,Ki为第i条规则的模糊增益矩阵, 为可控输出向量; uf(t)为模糊前馈控制部分,目的是根据跟踪目标提供基准稳定;ub(t)为模糊反馈控制部分,目的是保证闭环系统的鲁棒稳定。

5.如权利要求2所述的变体飞行器变形协同飞行控制系统的建模仿真方法,其特征在于,所述步骤五包括以下步骤:步骤五十一,基于离散T-S模糊系统的离散模糊鲁棒H∞控制方案的设计,对不确定连续T-S模糊增广系统进行离散化,得到不确定离散T-S模糊增广系统,采用模糊Lyapunov函数方法降低保守性,结合Non-PDC原理,提出一种新的DFRHC策略,具体的设计结构为:式中,Fi,Gi,i=1,2,…r为相应维数的常值矩阵;

步骤五十二,基于离散T-S模糊系统的离散模糊鲁棒H∞控制方案代入不确定离散T-S模糊增广系统,得到闭环系统:对于不确定离散T-S模糊闭环系统,给定常数γ>0,如果存在对称正定实矩阵Pi=PiT>0,i=1,2,…,r,满足:式中,*表示对称矩阵中相关元素的对应转置元素,则闭环系统全局渐近稳定且具有H∞性能指标γ;

对于不确定离散T-S模糊增广系统,给定常数γ>0,存在DFRHC,使得闭环系统全局 渐 近 稳 定 且 具 有 H ∞ 性 能 指 标 γ 的 充 分 条 件 是 存 在 实 矩 阵满足下述LMI条件:式中