基于ALQ方法的飞行姿态控制系统设计
航空飞行姿态控制系统设计与实现
航空飞行姿态控制系统设计与实现1.引言航空飞行姿态控制是飞机飞行中非常重要的一个环节，其主要目的是确保飞机在空中具备稳定的飞行状态，保证在飞越各种气象条件时具备充分的安全保障。
随着科技的不断发展，越来越多的现代化飞机开始采用基于电子控制制导系统的飞行姿态控制技术，这种新型技术在保证了安全性的前提下大大改善了飞行质量以及通信效能，缩短了机载设备的安装时间和增加了生命保障能力。
2.航空飞行姿态控制原理航空飞行姿态控制的原理是通过使用强大的电控制系统，采集、处理并控制机体姿态传感器得到的飞机姿态参数，以对试飞命令进行响应，从而调整飞机的姿态并维持其在气流中的稳定状态。
常用的控制方式为Proportional-Integral-Derivative (PID)算法，即比例、积分、微分控制算法，其通过根据输入任意变量的大小和方向来计算出输出变量的相应大小和方向，并持续地对输出变量进行调整以维持食品的稳定性。
3.航空飞行姿态控制系统设计为了实现航空飞行姿态控制系统的设计，需要在飞机的机体上配置多个传感器以采集各种姿态数据，其中包括姿态角度传感器、陀螺仪、路径锁定仪、光学传感器和加速度计等。
这些传感器将姿态数据传输到控制器，然后经过处理后生成相应的控制信号，对每个运动轴采取适当的控制方法，以维持飞机的稳定飞行。
4.航空飞行姿态控制系统实现在航空飞行姿态控制系统实现中，控制器是系统的关键部分，其负责接收传感器的输出信号并将其转换为适当的控制信号。
常用的航空飞行姿态控制器包括传统的PID控制器和现代化智能控制器。
其中传统的PID控制器通过基于规则的数学模型来计算控制器输出，而现代化智能控制器则使用高度自适应的计算机算法，通过对飞机的现场数据进行实时处理以生成相应的控制输出。
我们还需要考虑实现航空飞行姿态控制系统的测试和评估问题，其中需要采用一些先进的集成度极高的实时仿真模拟技术，利用仿真仿真系统进行系统的功能验证和性能评估。
飞行器姿态控制系统的设计与优化
飞行器姿态控制系统的设计与优化飞行器的姿态控制系统在增加飞行安全和效率方面起着至关重要的作用。
在任何情况下，该系统都需要稳定地维持飞行器的姿态以确保安全和有效的飞行。
这种姿态控制系统的优化设计是一个多学科交叉的领域，涉及到机械工程，航空工程，控制工程和计算机科学等学科。
在本文中，我们将讨论飞行器姿态控制系统的设计和优化问题。
1. 姿态控制系统概述航空器的姿态控制系统包括飞行器的控制表面和控制理论。
控制面可以通过在航空器的机翼、方向舵和升降舵等部位部署控制活塞和控制机构来实现。
控制力可以组合在一起，以产生准确的姿态控制力，同时控制电流和控制信号可以通过控制理论来实现。
现代姿态控制系统可以通过加速度计、陀螺仪、磁力计、GPS定位系统和掌握机电和锁联接来进行姿态控制。
通常，控制系统包括PID控制器（比例、积分和微分控制器），自适应控制器和模糊控制器等控制器。
2. 制造飞行器姿态控制系统的步骤在制造任何航空器姿态控制系统之前，需要进行的步骤如下：a. 定义和优化目标函数：确定姿态控制系统的目标，确定目标发生后需要执行哪些操作。
这需要控制系统设计人员充分了解机械和电子工程。
b. 选择控制器类型：根据所选择的目标，确定控制器类型、设计和实现控制回路。
控制器的类型包括PID控制器、自适应控制器、模糊控制器等。
确定了控制器的类型后，需要考虑如何设计控制回路。
c. 选择传感器和执行器：传感器可以帮助测量飞行器的倾斜和位置，执行器可以帮助实现飞行器的静态和动态控制。
飞行器的执行器包括电子液压和机电执行器等。
d. 进行模型化和仿真分析：制造完整的飞行器姿态控制系统之前，需要进行模型化和仿真分析。
这可以帮助确定控制系统的实用性和可靠性，同时可以发现潜在的缺陷和问题。
e. 系统调试和优化：系统调试和优化是确保飞行器姿态控制系统正常运行的关键步骤。
在调试过程中，需要对飞行器进行各种飞行测试。
3. 飞行器姿态控制系统的优化飞行器姿态控制系统的优化可以分为以下几个方面：a. 控制器的性能：性能更好的控制器意味着更稳定的飞行表现。
飞行器姿态控制系统设计及实现
飞行器姿态控制系统设计及实现随着时代的发展，飞行器的应用范围越来越广泛。
飞行器的控制系统设计是实现飞行器高效、安全、稳定飞行的必备条件之一。
本文主要探讨飞行器姿态控制系统的设计及实现。
飞行器姿态控制系统的设计飞行器姿态控制系统是实现飞行器稳定飞行的关键，其设计与实现需要考虑以下因素：（1）飞行器所处的环境飞行器在不同环境下的飞行姿态角可能会不同，因此姿态控制系统的设计需要考虑到这一点。
例如，飞行器在大气层运行时需要考虑到稳定的空气动力学环境，而在太空中时需要考虑到姿态控制的重力因素。
（2）传感器的精确度姿态控制系统的设计需要考虑传感器的精确度，传感器包括加速度计、陀螺仪和磁力计等。
这些传感器的数据精确度越高，姿态控制系统的精确度就可以得到更好的保证。
（3）控制算法的选择姿态控制系统的控制算法需要选择合适的控制方式，例如PID控制器、模糊控制器或神经网络控制器等。
这些控制算法在不同场景下的表现和优化效果不同，需要根据飞行器的具体情况进行选择。
（4）负载和能源的保障姿态控制系统的设计还需要考虑到负载和能源的保障。
飞行器在飞行过程中需要承载各种各样的负载物品，例如遥控器、照相机等，同时还需要有足够的能源保障，例如电池或发电机等。
飞行器姿态控制系统的实现当飞行器姿态控制系统设计好之后，还需要进行实现。
常用的实现方式有以下几种：（1）基于飞控芯片的实现近年来，采用飞控芯片实现飞行器姿态控制成为了流行的方式。
飞控芯片通常具有强大的计算能力和良好的数据处理能力，可以实现复杂的姿态控制算法，并且易于进行外围设备的集成，因此被广泛应用于飞行器姿态控制系统的实现中。
（2）基于嵌入式系统的实现嵌入式系统可以根据不同的需求进行定制设计，可以针对不同的飞行器和应用场景进行灵活的设置。
嵌入式系统也具有良好的数据处理能力和高度的稳定性，可以实现快速响应和高效能力的姿态控制。
（3）基于计算机系统的实现计算机系统实现飞行器姿态控制也是常见的方式之一。
航天器姿态控制系统设计及优化
航天器姿态控制系统设计及优化随着航天事业的快速发展，航天器的姿态控制系统在飞行中逐渐显露出重要性。
在宇宙环境中，航天器面对着复杂的光学影响、电磁干扰等问题，而姿态控制系统的稳定性和精度对航天器的稳定性、安全性和科研效果都有至关重要的影响。
本文将从航天器姿态控制系统的设计及优化方面，为大家介绍一些有关的知识。
一、航天器姿态控制系统的设计（一）姿态控制系统的基本组成航天器姿态控制系统由控制模型、控制算法、控制器以及执行机构等多个组成部分组成。
控制模型是姿态控制系统的核心，它主要描述了航天器在力学意义下的动态变化，并通过物理方程描述各个状态量之间的相互作用。
控制算法通过控制器将控制模型中的期望输入信号转换为控制信号，从而引导执行机构实现姿态控制。
（二）航天器姿态控制系统的控制方法航天器姿态控制系统的控制方法主要分为开环控制和闭环控制两种。
开环控制是指根据经验公式或者预先设定的控制量，直接输入给执行机构进行姿态控制的方式。
这种控制方式比较简单，但是极易受到外部扰动、系统误差等因素的影响，不太适用于高精度、稳定性要求较高的航天器姿态控制。
闭环控制则是通过反馈控制来实现对航天器姿态的精确控制。
在闭环控制中，分为位置反馈控制和速度反馈控制两种方法。
其中，位置反馈控制是指通过对系统输出位置进行反馈，来完成精确定位调节的过程；速度反馈控制则是通过对系统输出的速度进行反馈，对控制系统的稳定性和响应速度进行控制。
（三）姿态控制系统的性能指标航天器姿态控制系统的性能指标主要包括控制精度、响应速度、稳定性、鲁棒性等。
其中，控制精度指系统的输出与期望输出之间的误差大小，这直接影响到系统的精度和稳定性。
响应速度是指系统对输入信号的响应速度，这直接影响到姿态控制的实时性和精度。
稳定性则是指系统稳定的能力，这主要取决于系统对干扰和噪声的抗干扰能力。
鲁棒性是指系统的适应能力和可靠性，这关乎到控制系统的可靠性和性能。
二、姿态控制系统的优化（一）系统建模姿态控制系统的优化首先需要进行系统建模，通过对控制模型进行准确描述，输出系统的状态方程和控制方程。
基于神经网络的飞行姿态控制算法研究
基于神经网络的飞行姿态控制算法研究随着人工智能技术的不断进步，神经网络也逐渐成为了自动控制领域的热门技术之一。
飞行姿态控制作为航空航天领域中的一项基础技术，对飞行器的控制和稳定至关重要。
本文将探讨基于神经网络的飞行姿态控制算法的研究进展及应用前景。
一、神经网络的基本原理神经网络是模仿人类神经系统的一种人工智能技术。
其主要由神经元、权值、阈值和连接构成。
神经网络的学习过程是通过调整权值和阈值，使网络输出结果逐步逼近期望结果的过程。
神经网络可以应用于分类、回归、识别和控制等领域。
二、传统的飞行姿态控制算法传统的飞行姿态控制算法主要包括PID控制、线性二次调节（LQR）和模型预测控制（MPC）等。
PID控制是一种最基本的控制方法，其通过比较实际控制量与期望控制量之间的偏差来调整控制器的输出。
LQR是一种优化控制算法，其主要通过调整状态反馈增益矩阵来寻找最优的响应。
MPC则是一种建立动态数学模型并对其进行预测的控制方法。
传统的飞行姿态控制算法在飞行器控制中已经得到广泛应用，但是其仍然存在一些限制和不足。
例如，PID控制对模型参数变化和干扰的适应性较差，LQR算法需要确定一个具体的代价函数，而MPC算法需要建立一个精确的控制模型，对计算资源和时间的要求较高。
三、基于神经网络的飞行姿态控制算法基于神经网络的飞行姿态控制算法具有较好的非线性适应性和泛化能力，在处理非线性问题或未知干扰下的控制效果优于传统方法。
基于神经网络的控制算法可以分为模型参考自适应控制（MRAC）和反演控制（IC）两种类型。
在MRAC中，神经网络被用来学习控制器中的未知模型参数以实现自适应控制。
其通过对神经网络进行训练和调整来获得较好的自适应特性。
例如，多层感知机（MLP）神经网络可以通过直接对飞行器的姿态状态进行预测，实现非线性自适应控制。
在IC中，神经网络被用来反演整个飞行器的动力学模型，以实现精确的控制。
IC算法通常需要大量的训练数据和计算资源，但对于长时稳态问题和非线性耦合问题的控制具有较好的效果。
飞行姿态控制系统的设计与实现
飞行姿态控制系统的设计与实现随着人们对航空事业的不断推进和发展，飞行姿态控制系统成为了航空界幕后的重要技术之一。
飞行姿态控制系统的设计和实现不仅能够确保飞机在飞行过程中的稳定性和安全性，同时也能提高飞机的性能和寿命。
本文将介绍飞行姿态控制系统的设计与实现的相关内容。
一、飞行姿态控制系统的概述飞行姿态控制系统是一种可以控制飞机姿态的系统，由主控制器和传感器组成。
飞行姿态控制系统能够监测飞机的姿态变化，并且针对不同的姿态变化做出相应的调整，以确保飞机在飞行过程中的平稳和安全。
飞行姿态控制系统的主要组成部分包括陀螺仪、加速度计和控制器等。
其中，陀螺仪和加速度计用于检测姿态变化，控制器则根据检测结果进行控制。
二、飞行姿态控制系统的设计针对不同的航空器，飞行姿态控制系统的设计也有所不同。
在进行飞行姿态控制系统的设计之前，需要对航空器的结构和性能进行了解，并且制定出相应的控制策略。
1. 飞行姿态控制系统的架构设计飞行姿态控制系统的架构设计是控制系统设计的一项关键任务。
在架构设计过程中，需要考虑传感器的位置、信息的传递以及控制器的选择等问题。
在固定翼飞机中，飞行姿态控制系统的架构一般采用三轴稳定平台。
三轴稳定平台包括俯仰轴、横滚轴和偏航轴，每个轴都拥有一个陀螺仪和一个加速度计，控制器根据传感器的反馈信息计算出飞机所需的控制指令。
2. 控制策略的确定控制策略的确定是飞行姿态控制系统设计的另一重要任务。
在控制策略的制定过程中，需要考虑飞机的动态特性、控制器的响应速度以及传感器的噪声等因素。
为了提高飞行姿态控制系统的控制精度和可靠性，一般采用模型预测控制策略。
模型预测控制策略可以将飞机的动态特性建模，依据模型的预测结果来进行控制。
三、飞行姿态控制系统的实现飞行姿态控制系统的实现需要根据设计方案进行具体的构建和实验验证。
在实现过程中，需要选择合适的硬件设备、开发环境和软件平台等。
1. 硬件选择在飞行姿态控制系统的实现过程中，需要使用到陀螺仪、加速度计以及控制器等设备。
航天器姿态控制系统设计与优化
航天器姿态控制系统设计与优化航天器姿态控制系统是确保航天器在太空中正确定位、定向和稳定的重要组成部分。
它包括传感器、执行器、控制算法和调度系统等多个方面的设计和优化。
本文将探讨航天器姿态控制系统的设计原理、优化方法和未来的发展方向。
一、航天器姿态控制系统设计原理航天器姿态控制系统的设计原理是基于几个基本概念：传感器、执行器、控制算法和调度系统。
1. 传感器：航天器姿态控制系统需要从外部环境中获取信息，以便准确测量和了解航天器的姿态状态。
传感器可以通过测量角度、速度和加速度等参数来实现对航天器姿态的监控。
2. 执行器：航天器姿态控制系统需要通过执行器来实现对航天器姿态的调整和控制。
执行器可以是推力器、旋转轮或反应轮等，通过产生推力或改变转矩来改变航天器的姿态。
3. 控制算法：控制算法是航天器姿态控制系统的核心，它通过对传感器数据进行处理并与期望姿态进行比较，生成控制指令来调整执行器的工作状态，以达到期望的姿态控制效果。
4. 调度系统：航天器姿态控制系统需要一个牢固的调度系统来管理各个子系统的工作和协调各个执行器的动作。
调度系统可以确保各个子系统的同步和协调，以提高整个姿态控制系统的性能和可靠性。
二、航天器姿态控制系统优化方法为了提高航天器姿态控制系统的性能和可靠性，可以采取以下优化方法：1. 控制算法优化：改进控制算法可以提高航天器的控制精度和响应速度。
可以使用现代控制理论或优化算法来设计更高效的控制算法，以实现更精确的姿态控制。
2. 传感器优化：选择和优化传感器是提高航天器姿态控制系统性能的关键。
可以通过改进传感器的灵敏度、准确度和可靠性来优化传感器的性能，从而提高整个姿态控制系统的性能。
3. 执行器选择和优化：根据航天器的要求和限制条件，选择最合适的执行器，并通过优化执行器的控制策略和参数来提高执行器的效率和稳定性。
4. 调度系统改进：改进调度系统可以提高姿态控制系统的性能和可靠性。
可以使用先进的调度算法来实现对执行器之间的约束和冲突的管理，从而提高整个姿态控制系统的效率和鲁棒性。
基于航空器系统的无人机飞行控制系统设计
基于航空器系统的无人机飞行控制系统设计无人机（Unmanned Aerial Vehicle，简称无人机）已经成为现代航空领域的热门话题之一。
随着无人机技术的迅速发展和广泛应用，无人机飞行控制系统的设计变得至关重要。
本文将探讨基于航空器系统的无人机飞行控制系统设计的相关内容。
一、简介无人机飞行控制系统是无人机运行的核心控制系统，其主要功能包括飞行姿态控制、导航控制、通信与数据链接、传感器数据处理等。
这些功能通过集成各类硬件设备和软件程序来实现。
二、无人机飞行控制系统设计原理1. 飞行姿态控制飞行姿态控制是无人机飞行控制系统的核心部分。
它通过传感器检测无人机当前的姿态，并利用控制算法对无人机进行校准和调整。
常见的飞行姿态控制方法包括经典PID控制器、模糊控制、神经网络控制等。
2. 导航控制导航控制是无人机飞行的关键。
无人机通常依靠全球定位系统（GPS）和惯性测量单元（IMU）等传感器，实时获取自身位置和速度信息。
导航控制系统利用这些数据来计算无人机的飞行轨迹，并生成相应的控制指令。
3. 通信与数据链接无人机飞行控制系统需要通过通信系统与地面控制站进行数据交换和指令传递。
通信系统包括无线电链路、卫星链路和数据链路等。
无人机将传感器数据、飞行状态等信息传输到地面控制站，地面控制站则根据这些信息来下达飞行指令。
4. 传感器数据处理无人机飞行控制系统需要对来自各种传感器的数据进行处理和融合。
常见的传感器包括GPS、IMU、气压计、陀螺仪、加速度计等。
数据融合算法将这些传感器的数据进行整合和校准，提高姿态和导航控制的准确性。
三、无人机飞行控制系统的关键技术1. 自主飞行技术无人机需要具备自主飞行能力，即能够自主规划飞行路径和避开障碍物。
自主飞行技术包括路径规划、避障与避撞、高度保持等。
这些技术需要借助高级算法和传感器数据，实现无人机的智能判断和决策能力。
2. 鲁棒性设计无人机在复杂环境中飞行，容易受到多种干扰因素的影响，例如天气变化、电磁干扰等。
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其 中状态变量 为空速 ， 角 ， 迎 俯仰 角速率 以及俯 仰角 ， 即 ＝
［ Ｏ ｒ； Ｖ ｌ ｑ 控制输入 为 升降 舵 的舵 偏 量 ； 出量为 输
俯 仰 角 ０ 。
姿态控制 回路最常用 的控制 结构 就是利用 俯仰 角速率
Ｗ 和俯仰 角 ０ 回路反馈 ， ： 双 其结构如 图 ２ 所示 。
ｑ ａ ｒ ｉ ｏ ｔ ｌ ｃｎ ｏ， ｙ ｈ ｎｉ ｄｐｉｅａｊｓｆ ｎ ｏ ｅｃｎｒ ｗｐｒ ｅｅｓｏａｈｅｅｔｅ ｄａ ｃｎ ｏ ｕｄａ ｃ ｐｉ ｏｔ ｌ ｂ ｅｏｌ ｅａ ａｔ ｄ ｔｅ ｔ ｆｈ ｏｔ ｌａ ａ ｔｒ ｔ ｃｉ ｅ ｏｔ ｌ ｔ ｍａ ｒ ｔ ｎ ｖ ｕｌ ｔ ｉ ｏｌ ｍ ａ ｖ ｈｉｌ ｒ
ｄ ｓ ｎ ｗ ｔ ｓａ ｐ ｉ ａｉｎ ｔ ｈ ｏ ｇｔ ｄ ｎ ｌｃ ｎ ｒ ｌ ａ ｄ ｓｇ ｆａｒｒｆ ．Ｃｏ ｔ ｌｓ ｓｅ ｐ ｒ ｍｅｅ ｒ ｅ ｔ ｅ ｅ ｉ ｉ ｉ ｐ ｌ ｔ ｏ ｔ ｅｌ ｎ ｉ ｉａ ｏ ｔ ｗ ｅ ｉ ｎ ｏ ｉｃａ ｔ ｇ ｈ ｔ ｃ ｏ ｕ ｏｌ ｎｒ ｙ ｔ ｍ ａ ａ ｔｒ ｗｅｅ ｉ ｎｉ ｄ ｏ ｓ ｄ ｉ ｆ
关键 词： 适应线性二次型 ； 自 实时辨识 ； 在线 自 适应 ； 鲁棒性
中图分类号 ：２ ９ １ Ｖ ４ ． 文献标识码 ： Ａ
Ｆ ｉｈ ｔ ｕ ｅＣｏ ｔｏ ｙｔｍ ｓ ｎＢ ｓｄ ｏ Ｑ ｔｏ ｌ ｔ ｉ ｄ ｎ ｒｌＳ ｓｅ Ｄｅｉ ａｅ ｎＡＬ Ｍｅｈ ｄ ｇ Ａｔ ｔ ｇ
ｔ ｅｔ ｄｔ ｎｌ Ｑ ｍ ｔｏ ．ｔ ｐ ｌ ａ ｏ ｆｈｓ ｌｏ ｔｍ ｈ ｓ ｅｔ ｂ ｓ ｅｓａｄｓ ｂｌｙ Ｉｔ ａ ｉｏａ Ｌ ｅ ｄ ｈ ａｐｉ ｔ ｎｏ ｉ ａｇｒｈ ａ ｔｒ ｏｕｔ ｓ ｎ ｔ ｉｔ ｌ ｈ ｒ ｉ ｈ ｅ ｃｉ ｔ ｉ ｂ ｅｒ ｎ ａ ｉ．
１ 引言
随着 现代 飞机飞行环境 的复杂性 的提高 ， 飞机性 能的 对 要求也越来越 高。稳定 、 鲁棒 的控制律 设计方法 成为现代 飞
机飞行控制律设计 中必须考虑的问题 。经典的 Ｌ Ｑ控制方 法 受到 固定模 型参数 的限制 ， 不能有效地 克服参数 摄动和外 部
法的特点 ， 而设计性 能稳定 的控制律 。 从 目前 ， 自适应控制 与 Ｌ Ｑ控制结合的理论研 究较少 ， 该 方法适用于飞机控制律设计 中 Ｊ 。本文针对 飞机飞行 过
第２卷 第 期 ９ ２
文章编号 ：０ ６— ３ ８ ２ １ ） ２—０４ ０ １０ ９ ４ （０ ２ ０ ０ ５— ５
计
算
机
仿
真
２１年２ ０ ２ 月
基 于 ＡＬ 方 法 的 飞行 姿态 控 制 系统 设 计 Ｑ
廖志刚， 章卫国， 刘小雄 ， 勇 孙
（ 西北工业大学 自动化学院， 陕西 西安 ７ ０７ １０ ２） 摘要 ： 研究 飞机稳定性控制优化 问题 ， 由于飞行高度和环境的变化 ， 系统控制器性 能不能满足系统的要求。为了克服 常规最 优控 制中模 型参数 和外界干扰对控制器性能 的影 响， 出 了一种 应用 自适 应线性二 次型 （ ｄｐｉｅＬｎａ ｕｄａｃ Ｌ 提 Ａ ａｔ ｉ ｒＱ ａｒｔ ，Ａ Ｑ） ｖ ｅ ｉ 方法 的飞机纵 向控制律设计技术 ， 首先通过 自适应机制实时辨识控制系统参数 ， 辨识 的参数应用 于最 优线性二次型 的建模 设计控制 中 ， 通过在线 自适应 的调整控制律参数 ， 达到 了理想的控制效果 ， 仿真验证表 明在存在外部扰动 和建模误差时 ， 改 进算法 比传统 的 Ｌ Ｑ方法具有更好的鲁棒性和稳 定性 ， 可为优化设计提供参考 。
系统 的行为输 出， 并且 和指令 参考输入 行程跟踪 误差信 号 ｅ （） 此结 构 还 有 一 个 补 偿 器 ， 由积 分 器 或 者 洗 出网 络 ｔ； 它
构成 。
组成 。内回路为阻尼 回路 ， 增加系统 的阻尼 ， 起增稳 作用 ； 外
回路为控制 回路 ， 控制系统 的轨迹 。系统模 型可能还包括一 些非线性 的环节 ， 如执行结构的位置限幅等。
图 ３ 指 令 跟 踪 系统 的 结 构 图
图 １ 飞行 控 制 系统 结 构 图
假设 图 ３中的 飞机 模 型 可 以描 述 为 如 下 的状 态 空 间
形式 ：
Ａ ＋ 曰
飞行控制系统一般分为纵向控 制器和侧 向控 制器 ， 二者 互不相关 ， 且都 由内回路和外 回路组成 。纵 向控制系统 的内 回路 ， 即姿态控制 回路 ， 用来增加 系统的阻尼 ， 进而增加 系统 纵 向的稳定度 ， 同时起姿态控制 的作用。 飞机在各种不同的高度巡航 飞行 、 稳态爬 升及 进场下滑
ｐｒ ｒ ｎｅｉ ｅｃｎｅ ｔｎ ｌ ｐｉ ｌ ｏｔ ｌ ｔｉｐ ｐｒ ｎｅｔ ａ ｄａ ｄｐｉ ｎ ａ ｑａｒｔ Ａ Ｑ ｏｔ ｌ ｅｏ ｆ ｍａ ｃ ｔ ｏｖｎｉ ａ ｏｔ ｎｒ ，ｈｓ ａｅ ｖｓｇｔ ｎａａｔ ｅｌ ｅｒ ｕｄａｃ（ Ｌ ）ｃｎ ｏ ｎｈ ｏ ｍａ ｃ ｏ ｉ ｉ ｅ ｖ ｉ ｉ ｒ
最有效的方法之一就是 自适应控 制。基于 上述 分析 ， 采用结
行过程 中状态 量不可能 全部测 出， 以在采用 Ｌ 所 Ｑ控制方 法
时无法进行全状态 反馈 。工 程上通 常是可 以测 出输 出状 态 的， 故本文采用输 出反馈 的设计方 法进 行控制 律设计 ， 根据
被控对 象的特性 和响应要求 ， 在基本 的性 能指标基础上进行 改进 ， 采用 了一种改进 的性 能指标 ， 使得设 计 出的控制 系 统 达到最优控制效果 。 基 于上述分析 ， 合 自适 应控 制和最优 控制 的特点 ， 结 本 文采用 自适应线性二 次型 方法进 行飞机 纵 向姿 态控制 律 的
ｒ ｓ ｌ ．Ｓ ｍｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｈ ｅ ｎ ｔ ｔ ｈ ｔｉ ｅ ｐ ｅ ｅ ｃ ｆ ｅ ｔ ｒ ａ ｉｔ ｒ ａ ｃ ｓ ａ ｄ ｍｏ ｅｉ ｇ ｅｒ ｒ ，ｃ ｎｒ ｓ ｅ ｕｔ ｓ ｉ ｌｔ ｅ ｕ ｓ ｄ ｍｏ ｓｒ ｅ ｔ ａ ｎ ｔ ｒ ｓ ｎ ｅ ｏ ｘ ｅｎ ｄ ｓｕ ｂ ｎ ｅ ｎ ｄ ｌ ｒｏ ｓ ｏ ｔ ｔ ｏ ａ ｈ ｌ ｎ ａ
Ａ Ｅ＝ Ｋ （ 一 ）＋ Ｗ ６ ｏ ： （） ２
【 ； ＋ ＋ 一 【 ＋ 一 三
…
一
（） ８
（） ９
图 ２中 为指令信号 ， 其控制律为 ：
口 ０
（ ｏ １）
（ １ １）
ＫＥＹＷ ＯＲＤＳ：Ａｄ ｐ ｉ ｅ ｌ ｅ ｒ ｑ ａ ｒ ｔ ；Ｒｅ ｌ ｉ ｄ ｎ ｉ ｃ ｔ ｎ；Ｏｎｉ ｅ ａ ａ ｔ ｅ；Ｒｏ ｕ ｔ ｅ ｓ ａ ｔ ｉ ａ ｕ ｄ ａｉ ｖ ｎ ｃ ａ —ｔ ｍｅ ｉｅ ｔ ｉａ ｉ ｆ ｏ ｌ ｄ ｐｉ ｎ ｖ ｂ ｓｎ ｓ
合 自适应方法的最优控 制设 计技术 可充分 发挥两 种控制 方
＝
（） ５
跟踪误差 ： ｅ ｔ ＝ ｒｔ （） （）一ｚ ｔ （） （） ６
控制输入 的形式 ：
（） １
： 一 一
Ｂｕ
Ｌ ｖ
（） ７
Ｙ ＝ Ｃｘ
控制增益 Ｋ和 是 为 了满 足跟 踪 ｒ ｔ 而设计 选 择 的。 （） 式（） ７ 既满 足反馈 补偿 器 又满 足前 馈补 偿器 。将 式 （ ）一 ３ （） ７ 联立起来可得到如下的增 广系统 ：
收稿 Ｅ期 ：０ １— ４—１ ｔ ２１ ０ １
设计 ， 自 将 适应 控制与线性 二次型 （ Ｑ 方法结合 起来 ， Ｌ） 通过
自适应控制实时调整飞机模型参数 ， 利用线性二次 型的方法
．．．— —
４ ．— ５ ． —
设计控制律 。与经典 的 Ｌ Ｑ控制方法进 行仿 真 比较 ， 仿真结 果表明 Ａ Ｑ方法设计的控制律具有更好 的 自适应 跟踪性能 Ｌ 和鲁棒性能 。本文的设计 方法不 但更 能够应 用到 飞机纵 向 控制律 的设计 ， 可以进行横 向飞行控制律设计 。 还
Ｌ ＡＯ ｉ—ｇ ｎ Ｉ Ｚｈ ａ ｇ，ＺＨＡＮＧ ｅ Ｗ ｉ—ｇ ｏ，ＬＩ Ｘｉｏ—ｘｏ ｇ，Ｓ ｕ Ｕ ａ ｉｎ ＵＮ ｎ Ｙｏ ｇ
（ ｏ ｅｅｏ ｕｏ ａ ｏ ， ｏｔｗ ｓ ｒ ｏｙ ｃｎｃｌ ｎｖｒｔ， ｉｌＳ ａｘ ７ ０７ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｔｍ ｔ ｎ Ｎ ｒ ｅｔ ｎＰｌｔ ｈ ｉ ｉ ｓｙ Ｘ ’ｌ ｈｎ ｉ １０ ２ Ｃ ｉ ｌ Ａ ｉ ｈ ｅ ｅ ａＵ ｅ ｉ ａ ａ
ＡＢＳ ＲＡＣＴ ：Ｉ ｒ ｅ ｏ ｏ ｅ ｃ ｍｅ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｆｔｅ ｍｏ ｅ ａ ａ ｔｒ ｎ ｘ ｅｎ ｌ ｉｔ ｒ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒｌ ｒ Ｔ ｎ ｏ ｄ ｒ ｔ ｖ ｒ ｏ ｈ ｎ ｌ ｎ ｅ ｏ ｄ ｌｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ａ ｄ ｅ ｔｒ ａ ｓｕ ｂ ｎ ｅ ｏ ｈ ｏ ｔ ｌ ｕ ｈ ｄ ｏｅ
ｉ ｅ —ｔ ｙ ａｌａ ａ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ，ａ ｄ ｔｅ ｏ ｔｏ ｌｗ ｓ ｄ ｓｇ ｅ ａ ｅ ｎ ｔｅ ｅ ｐ ａ ｔｒ ｔ ｉ ｅ ｒ ｎ ｒａ ｌ ｉ ｂ ｌ ｄ ｐ ｉ ｃ ａ ｉｍ ｍｅ ｖ ｎ ｈ ｎ ｃ ｎ ｒｌ ａ ｗａ ｅ ｉ ｄ ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｓ ａ ｍｅｅ ｓ ｗ ｈ ｌ ａ ｎ ｒ ｉ ｎ
＝
Ｙ ＝ Ｃｘ
（） ３
其 中，（） Ｙ ｔ为传感器测量输 出。另外
：Ｈ ｘ （） ４
是系统 的性能输出 ， 跟踪给定 的参考输入 ｒ ｔ。大多数情 况 （）
飞行时都要求保 持相 应的姿态 ， 通过姿态控制 达到控制所要
求的飞行轨迹的 目的。 在姿态控制系统 中增加 一个 俯仰 阻尼器 的内环 ，保证
程中的纵向姿态控制 ， 运用 自适应控制 实时学习和估计 飞机 的飞行动力学模 型 ， 然后运用 Ｌ Ｑ控制方 法调整控制器 的参 数。 由于飞行控制系统是多输人多输出系统＿ ， ７ 而飞行 在飞 ］