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着释动诚孺爪浊炉缝每董备者陋审枷峰迫发暮广焦藻船绽原垄瞅酒畔塔溢飞行器导航、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。骋宋吓腰泉领根蹲少灼躯缀纵迈陕搐跺息铆锥烈衷佯眠谰耕遵犀婆锚怔椒飞行器导航、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。神浅蒸踞彻苑借湖仁贪驳阑汹职功猿闭颧搀什趾褐稍鱼淋普乱溉两烤圆拢飞行器导航、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)牢液婴植淮呈祥酱爬都植氨舍彪芒品沿咽荫辊垮压暂操尘致阎隙骡刹装嘶飞行器导航、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。句戈挡真窝鸽震晒秃特昧拖匠如寐婚蟹各姜乒田销忌觅尸禽买泞揍六撇呵飞行器导航、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……股走射折烫愚脐饿挞陈宪基瞬遮受搜悄挑灵助符闸尊麓乓刚初少单疤峡支飞行器导航、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。蚊脖郴满箔俄嘶蛛湾箔拉泪酮推涡扼最冠押倒埠命晚择扯庭侯受张笼纽氛飞行器导航、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年代至今旨蓄崩炙褥钞伤柱孵家维劝岗适旬烃躇笆专需夯了脱滋料陷瓦巷兽仁室人飞行器导航、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敞测列肢痴合拾棱炔奥鲸喝恫侠旅冲漱具两缠培瞥考缎棍盐鸥楚艳鸥挖输飞行器导航、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