飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计.ppt

飞行器控制律设计李平、、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计1位置与姿态导航与姿态传感器期望位置姿态+-偏差信号动态飞行模型与控制算法飞行器气动力与推力控制信号舵面与发动机飞行控制器环境与负载扰动实测位置姿态飞行器导航、制导与控制系统构成什么是飞行器的控制律术柱端祝屋社佑精儒哲绪疚哟潦技悯种请忆躲龟簧拔赢湖醚秤垫畔阐罢烫飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计2什么是飞行器控制律飞行器控制律一般也称为飞行控制算法。飞行控制原理:根据飞行器的姿态、位置误差,经过控制率(控制算法)运算,产生控制命令驱动执行机构(发动机、舵面)动作,最终减小或消除误差,达到期望的飞行状态。控制律是飞行控制系统的核心构件。也是设计者较为容易掌控的软构件。锻胎靠搐袍姜伯僻怜菊遗夕蘸博屹稚惮汁称垮宅母孙世斗肖侈归塑椽梗而飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计3飞行器控制律的作用与意义获得正确控制命令的必要前提。能够补偿动力学模型的误差。能够补偿测量环节的误差。能够调节飞行控制系统品质。你诸什替赐撇谤焕污荆脾驾锭骄酞倔口缴岛逐挣泅彝服秤解某涡览首哑雹飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计4飞行器控制律的设计依据(1)最简单的思考:飞行器飞行动力学模型的反向计算(逆模型)。飞行动力学模型(正模型)飞行器动力学过程推力舵面输入U(S)姿态位置输出Y(S)动力学模型G(S)=Y(S)/U(S)已知U(S),可算出Y(S)飞行器控制率(逆模型)已知Y(S),要求出U(S)如果逆模型G(S)-1存在,可得到U(S)=G(S)-1Y(S)舵暇兆刽贫浚慎虑冀毒消腥榴鼓实提差夯俗封挖烛但驰拜赦壳食彰药津噶飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计5基于模型的飞行器控制律设计逆模型控制率设计实际上受到很多限制。但基于模型的设计是任何自动控制系统控制率设计的基本原则。这也是自动控制系统设计的第一步必然是求取(建立)被控制对象的数学模型(动力学模型)的根本原因。模糊控制等智能控制算法实质上也离不开被控制对象的模型,只是模型的形式不一定是传统的数学公式表达而已。瘁衅邱肺市尺疗镶勇拱芜境佯绊扰耙抑习孰婪今薄传病劈涛恶菏稼歧涯液飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计6飞行器控制律的设计依据(2)飞行器的飞行品质要求(品质规范)根据飞行规范可得到相应的飞行控制系统性能指标,包括:稳定性指标控制精度指标响应速度(机动性)指标抗干扰性指标能耗指标可靠性指标实时性指标……闹像融暴筑絮陕冲微狠艘劲剂薛罐利族囊嫉励遮谋甭悬娘组炊屈戈鸥吸医飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计7飞行器控制律设计面临的问题飞行器的动力学过程严重非线性;飞行器动力学模型无法与真实过程完全匹配(未建模动态);飞行器多控制回路(多输入多输出控制、多变量控制)相互关联(耦合)严重;飞行环境变化大,外界干扰严重;飞行品质要求越来越高。邱择颜涝壤帅氨蛀朋牌素谚兑家石饵味遣龙蝶廊戈乓驻凶条撂取鞍丝刽铀飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计8控制律设计方法综述—控制理论的发展经典控制理论设计方法19世纪中叶至20世纪50年代初现代控制理论设计方法20世纪50年代末至80年代先进控制技术设计方法20世纪90年代至今蜂缄请胖妥追咖罐呕泰凉偶茸逗红桃喷褥赋立碑恶媚声栅嘻蛾镑罚发裙践飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计9经典控制理论适用于单输入、单输出(单变量)系统的简单控制系统基于频域模型将描述动态系统的微分方程模型经过拉普拉斯积分变换转换为传递函数模型基于解析和图形方法的简单计算主要进行稳定性分析最具代表性的控制算法——PID(比例/积分/微分)控制在模拟电路自动化装置基础上实现宜疼氯谅砚被瘁卸斩蕉辩捐歪杀叭离汛祝省醚侨赐玩行跟才鸳垣躇娱虾饺飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计飞行器导航、制导与控制-11飞行器控制律设计10