【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于運載火箭控制，涉及一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法。
技術介紹
1、傳統運載火箭姿控設計時，采用“固化系數法”，對選取特征秒點進行頻域分析，采用“pd+校正網絡”控制方法進行離線控制器設計。然而，運載火箭實際飛行中存在較多的不確定性，比如發動機出現推力下降，大風區載荷較大等，上述現象若超過離線設計包絡，很有可能導致控制系統裕度不足，火箭姿態出現較大偏差，嚴重影響火箭飛行安全。
2、為了保證運載火箭在實際飛行過程中發動機即使出現較大推力下降，以及飛行中氣動載荷較大也能平穩飛行，提升運載火箭對發動機推力大偏差以及大風區氣動載荷不確定性的適應性，需要研究一種新的用于運載火箭姿態控制的方法，以解決上述問題。
技術實現思路
1、本專利技術解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提出一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法，用于提升運載火箭姿控系統對發動機推力大偏差以及大風區氣動載荷不確定性的適應性，增強運載火箭飛行適應能力。
2、本專利技術解決技術的方案是：一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法，包括以下步驟：
3、1)構造增益飽和自限幅非線性變增益函數，所述變增益函數具有偶函數特性、飽和特性以及在[0,+∞]為增函數特性；
4、2)將運載火箭三通道實時姿態角信息帶入到所述變增益函數中，經低通濾波得到三通道變增益系數；
5、3)將三通道變增益系數分別與離線設計的控制器增益系數相乘，得到三通道非線性控
6、進一步的，所述增益飽和自限幅非線性變增益函數為：
7、
8、其中：α、β為增益飽和自限幅非線性變增益函數中的常量參數；
9、x為增益飽和自限幅非線性變增益函數中的自變量；
10、m為增益飽和自限幅非線性變增益函數中自變量的階次，m＝21,22,…,2n，n為正整數；
11、y為增益飽和自限幅非線性變增益函數中的因變量。
12、進一步的，所述三通道變增益系數的計算方法為：
13、
14、其中：表示俯仰通道，η＝ψ表示偏航通道，η＝γ表示滾動通道；為η通道低通濾波器傳遞函數離散差分方程系數；y1η(nt)、y2η(nt)、y3η(nt)為η通道當前拍低通濾波差分方程計算中間值；為η通道y1η(nt)前i拍計算值；為η通道y2η(nt)前i拍計算值；為η通道y3η(nt)前i拍計算值；
15、為運載火箭當前拍俯仰姿態角偏差；
16、δη(nt)＝δψ(nt)為運載火箭當前拍偏航姿態角偏差；
17、δη(nt)＝δγ(nt)為運載火箭當前拍滾動姿態角偏差；
18、為俯仰通道低通濾波前當前拍變增益系數；
19、yη(nt)＝yψ(nt)為偏航通道低通濾波前當前拍變增益系數；
20、yη(nt)＝yγ(nt)為滾動通道低通濾波前當前拍變增益系數；
21、為俯仰通道低通濾波后當前拍變增益系數；
22、yη(nt)＝yψ(nt)為偏航通道低通濾波后當前拍變增益系數；
23、yη(nt)＝yγ(nt)為滾動通道低通濾波后當前拍變增益系數；
24、進一步的，所述三通道非線性控制增益的計算方法為：
25、
26、其中：κ＝z表示俯仰通道，η＝ψ，κ＝y表示偏航通道，η＝γ，κ＝x表示滾動通道；
27、為姿態角通道當前拍非線性控制增益；
28、為角速率通道當前拍非線性控制增益；
29、k為離線設計角速率通道放大系數與姿態角通道放大系數比例系數；
30、為離線設計的俯仰姿態角通道靜態放大系數；
31、為離線設計的偏航姿態角通道靜態放大系數；
32、為離線設計的滾動姿態角通道靜態放大系數；
33、為離線設計的俯仰姿態角速率通道動態放大系數；
34、為離線設計的偏航姿態角速率通道動態放大系數；
35、為離線設計的滾動姿態角速率通道動態放大系數；
36、δωκ(nt)＝δωz(nt)為運載火箭當前拍俯仰姿態角速率偏差；
37、δωκ(nt)＝δωy(nt)為運載火箭當前拍偏航姿態角速率偏差；
38、δωκ(nt)＝δωx(nt)為運載火箭當前拍滾動姿態角速率偏差；
39、為運載火箭當前拍俯仰通道控制擺角；
40、為運載火箭當前拍偏航通道控制擺角；
41、為運載火箭當前拍滾動通道控制擺角。
42、一種計算機可讀存儲介質，所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述的計算機程序被處理器執行時實現所述一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法的步驟。
43、一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述的處理器執行所述的計算機程序時實現所述一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法的步驟。
44、一種計算機程序產品，包括計算機程序，該計算機程序被處理器執行時實現所述一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法的步驟。
45、本專利技術與現有技術相比的有益效果是：
46、本專利技術與常規pd控制效果相比，在外界系統干擾較大時可根據箭體姿態信息增大系統增益，克服外界干擾對系統的影響，減小姿態角偏差，增強運載火箭飛行適應能力。
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1.一種運載火箭非線性增益飽和自限幅PD控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種運載火箭非線性增益飽和自限幅PD控制方法，其特征在于，所述增益飽和自限幅非線性變增益函數為：
3.根據權利要求2所述的一種運載火箭非線性增益飽和自限幅PD控制方法，其特征在于，所述三通道變增益系數的計算方法為：
4.根據權利要求3所述的一種運載火箭非線性增益飽和自限幅PD控制方法，其特征在于，所述三通道非線性控制增益的計算方法為：
5.一種計算機可讀存儲介質，所述的計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，其特征在于，所述的計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1～權利要求4任一所述方法的步驟。
6.一種電子設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述的處理器執行所述的計算機程序時實現如權利要求1～權利要求4任一所述方法的步驟。
7.一種計算機程序產品，包括計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執行時實現權利要求1～權利要求4任一所述方法的步驟。>...
【技術特征摘要】
1.一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法，其特征在于，所述增益飽和自限幅非線性變增益函數為：
3.根據權利要求2所述的一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法，其特征在于，所述三通道變增益系數的計算方法為：
4.根據權利要求3所述的一種運載火箭非線性增益飽和自限幅pd控制方法，其特征在于，所述三通道非線性控制增益的計算方法為：
5.一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐超，胡存明，桂亮，張飛，佘宇琛，
申請(專利權)人：上海航天控制技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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