基于保护映射理论的飞行器鲁棒自适应控制

《基于保护映射理论的飞行器鲁棒自适应控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、万方数据南京航空航天大学硕士学位论文摘要针对现代飞行控制日趋严格的性能要求，本文基于保护映射理论与参数化矩阵或多项式族的广义稳定性之间的联系，提出了飞行控制鲁棒自适应控制方法，将保护映射约束的复平面子区域与闭环控制系统状态矩阵的特征值相结合，进而利用复平面稳定区域与控制目标之间的联系进行控制系统的极点配置，实现控制系统自适应增益预置。针对固定模型的控制系统设计问题，将控制目标转化为复平面内相应特征值分布的区域，得到约束该目标区域的保护映射，进而利用保护映射约束包含未知增益参数的状态矩阵，给出增益预置过

2、程具体的控制设计算法流程，只需给定一个初始控制结构，即可自适应地快速迭代生成满足性能要求的控制器，为实际应用提供了一种简单有效地控制增益自适应整定策略。对于线性变参数（LPV）模型的鲁棒控制设计过程，首先建立与环境因素相关的LPV模型，设计相应的控制器结构，此时整个闭环控制系统的未知参数包含不确定的模型动态和可调的控制增益。利用保护映射理论，得到满足控制要求的增益值，以及其作用的最大鲁棒自适应区域，从而实现了线性变参数（LPV）模型的鲁棒自适应控制。应用保护映射理论，研究了固定飞行器模型的C控制,自

3、适应地获取控制增益,使得控制作用能够保证系统的动态性能和跟踪效果。此外，基于保护映射理论研究了火星无人机的线性变参数控制问题，所设计的LPV控制器能够满足火星无人机在高度和速度变化情况下的稳定飞行要求，实现飞行包线内火星无人机的鲁棒自适应控制。关键词：保护映射；鲁棒性；自适应调参；火星无人机；增益预置；LPV模型I万方数据基于保护映射理论的飞行器鲁棒自适应控制ABSTRACTAccordingtothestrictperformancerequirementsinthemodernflightcont

4、roldesign,thispaperpresentsarobustadaptivecontrolmethodbasedonthegeneralizedstabilityrelationshipbetweenguardianmapsandparametrizedfamilieswithregardtomatricesorpolynomials,Thismethodestablishesaconstraintrelationbetweenanopensubsetofcomplexplaneandthee

5、igenvaluesofthestatematrixofclosed-loopcontrolsystem.Followedthat,thedesigngoaloftheadaptivegainschedulingisachievedforthecontrolsystembyassigningthepolesoftheclosed-loopcontrolsystemwithconsiderationoftherelationbetweenthecontrolobjectivesandthestabler

6、egionsofcomplexplane.Aimingtothedesignissuesofthecontrolsystemforthefixmodel,firstthecontrolobjectivesareconvertedtothecorrespondingeigenvaluedistributionareasinthecomplexplane,andthentheresultingguardianmapsrestrainingtheseareasareacquired.Furthermore,

7、againschedulingalgorithmwithregardtothespecificcontroldesignprocessisprovidedusingthestatematrixwiththeunknownparametersdeterminedbytheguardianmaprestrains.Especially,theadvantageofthisalgorithmreflectsthatthecontrollermeetingtheperformancerequirementsc

8、anbeobtainedadaptivelyandrapidlyaslongasaninitialcontrollerisgiven.Also,thisalgorithmprovidesasimpleandeffectivestrategyfortuningthecontrolparametersinthepracticalapplication.ForthedesignprocessoftherobustcontroloftheLPVmodel,fri