基于离散误差扩张系统的舰载机着舰最优控制

发布时间：2024-06-29 14:55

　　舰载机着舰对控制系统的响应能力、鲁棒性能等要求很高。已有文献未考虑着舰控制的离散采样等问题,而实际上离散采样对系统的控制性能影响较大。本文对离散线性系统进行了误差状态量的扩张,建立误差系统,并用于离散采样下的着舰最优控制器设计。仿真结果显示,系统在初始高度偏差纠正、舰尾流抑制、抗模型摄动等方面的控制效果很好,并且其稳态精度、动态特性和鲁棒性能都远强于PID控制。着舰反区效应和升降舵直接力效应,会各自让舰载机动力学有2个非最小相位零点,最优控制方法能消除这2个零点,而PID控制只能消除前一个零点。

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【部分图文】：

图1基于误差扩展系统离散采样的着舰最优控制结构式

图1中,将设计好的控制器、飞机连续模型、采样函数三者连接起来仿真,其中采样函数为z-1,采样时间0.1s。为了对本文方法进行比较,采用经典PID方法设计了着舰控制器。系统(16)有1对共轭正极点,另外升降舵到高度的通道有2个非最小相位零点:第1个正零点是因为升降舵的直接力效应,....

图2着舰PID控制结构

为了对本文方法进行比较,采用经典PID方法设计了着舰控制器。系统(16)有1对共轭正极点,另外升降舵到高度的通道有2个非最小相位零点:第1个正零点是因为升降舵的直接力效应,第2个则是因为着舰低速反区飞行,这给高度的精确快速控制带来了较大的困难。从控制原理上,升降舵通道的反馈控制是....

图3舰尾流垂直分量

(3)在最后12.5s,基于离散误差扩张系统的最优控制能很好地抑制舰尾流,高度最大偏差在0.3m内,最后理想着舰点处的高度误差只在0.1m范围内,小于0.7m的着舰规范要求。图4下滑着舰时的系统响应(无模型摄动)

图4下滑着舰时的系统响应(无模型摄动)

图3舰尾流垂直分量图4下滑着舰时的系统响应(无模型摄动)

本文编号：3997723