專利名稱：一種用于無動力滑翔彈的多目標魯棒自動駕駛儀設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種無動力滑翔彈的魯棒控制方法，更具體地講，涉及一種在存在氣動數(shù)據(jù)誤差及外界擾動時適用于無動力滑翔彈的魯棒控制方法。
背景技術：
無動力滑翔彈是一種新式的空對地炸彈，它在發(fā)射后與發(fā)射裝置脫離，能自動滑翔和尋找目標。然而，由于測量誤差及風的影響，無動力滑翔彈的氣動參數(shù)往往存在較大誤差。同時，舵機執(zhí)行誤差和重力干擾(偏航通道無重力干擾)的存在，使得實現(xiàn)同時滿足動態(tài)性能指標和抗干擾指標的多目標魯棒自動控制成為一個困難的問題。目前，公知的用于控制無動力滑翔彈的運行的多目標魯棒自動駕駛儀需要針對不同控制目標選定一個公共的正定矩陣，從而保證反饋矩陣的存在。但是，這種自動駕駛儀的控制方法由于需要保證公共正定矩陣的存在，因而具有極大的保守性。 為此，需要設計一種具有較小的保守性的無動力滑翔彈的魯棒控制方法。

發(fā)明內容
在下面的描述中將部分地闡明本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點，通過描述，其會變得更加清楚，或者通過實施本發(fā)明可以了解。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種無動力滑翔彈的魯棒控制方法，包括以下步驟(a)將用于控制無動力滑翔彈的自動駕駛儀抽象為多胞型不確定模型；(b)建立自動駕駛儀的控制目標，并設置包括狀態(tài)反饋控制器的自動駕駛儀的閉環(huán)系統(tǒng)的指標；(C)通過求解如下最優(yōu)化問題獲得滿足所述指標的狀態(tài)反饋控制器的控制矩陣K，從而實現(xiàn)自動駕駛儀對無動力滑翔彈的多目標魯棒控制，min Y
權利要求
1.一種無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特征在于，包括以下步驟 (a)將用于控制無動力滑翔彈的自動駕駛儀抽象為多胞型不確定模型； (b)建立自動駕駛儀的控制目標，并設置包括狀態(tài)反饋控制器的自動駕駛儀的閉環(huán)系統(tǒng)的指標； (C)通過求解如下最優(yōu)化問題獲得滿足所述指標的狀態(tài)反饋控制器的控制矩陣K，從而實現(xiàn)自動駕駛儀對無動力滑翔彈的多目標魯棒控制，
2.根據(jù)權利要求I所述的無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特征在于，所述多胞型不確定模型如下所示
3.根據(jù)權利要求I所述的無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特征在于，所述指標包括τωζ| I 最小以及閉環(huán)系統(tǒng)的極點位于圓盤區(qū)域Ω (q，r)內，其中，Τωζ表示從干擾ω至控制目標Z的傳遞函數(shù)矩陣，I I I I①表示匕范數(shù)…化，!·)指復平面上以(_q，0)為圓心，r為半徑的一個圓形區(qū)域。
4.根據(jù)權利要求3所述的無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特征在于，IItuzM00最小用于提高系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力，閉環(huán)系統(tǒng)的極點位于圓盤區(qū)域Ω (q，r)內用于保證閉環(huán)系統(tǒng)在氣動參數(shù)存在不確定性時具有一致良好的動態(tài)性能。
5.根據(jù)權利要求I所述的無動力滑翔彈的魯棒控制方法，其特征在于，通過如下步驟求解所述最優(yōu)化問題 (Cl)以ει，ε2，ε3為優(yōu)化變量，產(chǎn)生遺傳算法初始種群； (c2)以min Y為目標,利用內點法計算每個個體的適應度函數(shù)；(c3)執(zhí)行遺傳算法的選擇、交叉、變異算子； (c4)當遺傳算法迭代次數(shù)達到預設值Nmax或適應度函數(shù)連續(xù)兩代變化小于特定容忍值τ時，終止迭代；否則，返回步驟(c2)繼續(xù)迭代； (c5)根據(jù)輸出的最優(yōu)ε1; ε2, ε3，利用內點法計算最優(yōu)的狀態(tài)反饋控制器K。
全文摘要
一種用于無動力滑翔彈的多目標魯棒自動駕駛儀設計方法，包括將用于控制無動力滑翔彈的自動駕駛儀抽象為多胞型不確定模型；建立自動駕駛儀的控制目標，并設置包括狀態(tài)反饋控制器的自動駕駛儀的閉環(huán)系統(tǒng)的指標；通過求解如下最優(yōu)化問題獲得滿足所述指標的狀態(tài)反饋控制器的控制矩陣K，從而實現(xiàn)自動駕駛儀對無動力滑翔彈的多目標魯棒控制，minγ其中，γ為正數(shù)，S＝KF，Ai，i＝1，2，…，n為狀態(tài)矩陣的多胞型頂點，B2i，i＝1，2，…，n為控制矩陣的多胞型頂點，B1為外界干擾輸入矩陣，I為單位矩陣，p1、P2為任意正定矩陣，F(xiàn)為任意矩陣，ε1、ε2、ε3為任意標量，N表示多胞型頂點數(shù)目，上標T表示矩陣的轉置，符號*表示對稱矩陣的對稱塊。
文檔編號G05B13/04GK102880190SQ20121034767
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權日2012年9月18日
發(fā)明者孟秀云, 馬力超, 劉藻珍, 杜立夫 申請人:北京理工大學