關(guān)于保護(hù)映射理論飛行器魯棒自適應(yīng)控制

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1、NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAstronauticsRobustadaptivecontrolofaircraftbasedonGuardianMapsAThesisinNavigation,GuidanceandControlByLiChenliangAdvisedbyProf.LiuYanbinSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineer

2、ingDec,2013萬方數(shù)據(jù)承諾書本人聲明所呈交的博/碩士學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。本人授權(quán)南京航空航天大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要針對現(xiàn)代飛行控制日趨嚴(yán)格的性能要求，本文基于保護(hù)映射理論與參

3、數(shù)化矩陣或多項式族的廣義穩(wěn)定性之間的聯(lián)系，提出了飛行控制魯棒自適應(yīng)控制方法，將保護(hù)映射約束的復(fù)平面子區(qū)域與閉環(huán)控制系統(tǒng)狀態(tài)矩陣的特征值相結(jié)合，進(jìn)而利用復(fù)平面穩(wěn)定區(qū)域與控制目標(biāo)之間的聯(lián)系進(jìn)行控制系統(tǒng)的極點配置，實現(xiàn)控制系統(tǒng)自適應(yīng)增益預(yù)置。針對固定模型的控制系統(tǒng)設(shè)計問題，將控制目標(biāo)轉(zhuǎn)化為復(fù)平面內(nèi)相應(yīng)特征值分布的區(qū)域，得到約束該目標(biāo)區(qū)域的保護(hù)映射，進(jìn)而利用保護(hù)映射約束包含未知增益參數(shù)的狀態(tài)矩陣，給出增益預(yù)置過程具體的控制設(shè)計算法流程，只需給定一個初始控制結(jié)構(gòu)，即可自適應(yīng)地快速迭代生成滿足性能要求的控制器，為實際應(yīng)用提供了一種簡單有效地控制增益自適應(yīng)整定策略。對于線性

4、變參數(shù)（LPV）模型的魯棒控制設(shè)計過程，首先建立與環(huán)境因素相關(guān)的LPV模型，設(shè)計相應(yīng)的控制器結(jié)構(gòu)，此時整個閉環(huán)控制系統(tǒng)的未知參數(shù)包含不確定的模型動態(tài)和可調(diào)的控制增益。利用保護(hù)映射理論，得到滿足控制要求的增益值，以及其作用的最大魯棒自適應(yīng)區(qū)域，從而實現(xiàn)了線性變參數(shù)（LPV）模型的魯棒自適應(yīng)控制。?應(yīng)用保護(hù)映射理論，研究了固定飛行器模型的C控制,自適應(yīng)地獲取控制增益,使得控制作用能夠保證系統(tǒng)的動態(tài)性能和跟蹤效果。此外，基于保護(hù)映射理論研究了火星無人機(jī)的線性變參數(shù)控制問題，所設(shè)計的LPV控制器能夠滿足火星無人機(jī)在高度和速度變化情況下的穩(wěn)定飛行要求，實現(xiàn)飛行包線內(nèi)火星

5、無人機(jī)的魯棒自適應(yīng)控制。關(guān)鍵詞：保護(hù)映射；魯棒性；自適應(yīng)調(diào)參；火星無人機(jī)；增益預(yù)置；LPV模型I萬方數(shù)據(jù)基于保護(hù)映射理論的飛行器魯棒自適應(yīng)控制ABSTRACTAccordingtothestrictperformancerequirementsinthemodernflightcontroldesign,thispaperpresentsarobustadaptivecontrolmethodbasedonthegeneralizedstabilityrelationshipbetweenguardianmapsandparametrizedfamiliesw

6、ithregardtomatricesorpolynomials,Thismethodestablishesaconstraintrelationbetweenanopensubsetofcomplexplaneandtheeigenvaluesofthestatematrixofclosed-loopcontrolsystem.Followedthat,thedesigngoaloftheadaptivegainschedulingisachievedforthecontrolsystembyassigningthepolesoftheclosed-loop

7、controlsystemwithconsiderationoftherelationbetweenthecontrolobjectivesandthestableregionsofcomplexplane.Aimingtothedesignissuesofthecontrolsystemforthefixmodel,firstthecontrolobjectivesareconvertedtothecorrespondingeigenvaluedistributionareasinthecomplexplane,andthentheresultingguar

8、dianmapsrestraining