一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法与流程

本发明涉及一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法，属于导弹飞行控制。

背景技术：

1、传统的轴对称导弹的俯仰和偏航通道往往采用同一个控制器，然而，在低空高速状态下，导弹俯仰和偏航通道气动往往呈现明显的差异，导致控制参数不匹配进而引发过载响应存在抖动的现象。因此，针对俯仰和偏航通道存在较大气动差异的导弹，在线辨识过载响应对俯仰和偏航通道控制参数，并根据辨识特征量设计自适应控制器，解决通道过载抖动的问题，从而提高导弹的飞行品质。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法，通过设计在线辨识函数，对俯仰和偏航通道分别进行系统辨识，实现通过马赫数、动压、俯仰和偏航通道过载响应辨识特征量进行自适应控制。

2、本发明的技术解决方案是：一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法，包括：

3、实时获取导弹特征参数以及导弹的俯仰过载和偏航过载响应，并对俯仰过载和偏航过载响应进行滤波处理，以及对导弹特征参数进行限幅处理；

4、根据滤波后的俯仰过载和偏航过载响应辨识导弹俯仰和偏航通道特征量并进行限幅处理；

5、根据实时的限幅处理后的导弹俯仰和偏航通道特征量以及限幅处理后的导弹特征参数调整俯仰和偏航通道控制参数，实现导弹俯偏通道自适应控制。

6、进一步地，所述滤波处理中滤波器传递函数包括

7、

8、其中，t1、t2分别为滤波时间常数；ζ1、ζ2为结构滤波器阻尼系数。

9、进一步地，所述辨识导弹俯仰和偏航通道特征量的辨识函数包括

10、

11、

12、

13、其中，t为时间，y为导弹特征参数，y1为俯仰通道辨识特征量，y2为偏航通道辨识特征量，α为合成攻角，ny为俯仰过载响应，nz为偏航过载响应，k、k1和k2为预设参数。

14、进一步地，所述导弹俯仰和偏航通道特征量的限幅处理包括：将导弹俯仰和偏航通道特征量限制为3～30；

15、所述导弹特征参数的限幅处理包括：马赫数限制在0.5ma～5ma范围，动压限制在0～1400kpa范围内。

16、一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制器，实时获取输入的导弹特征参数和导弹俯仰和偏航通道特征量，根据输入实时调整俯仰和偏航通道控制参数，实现导弹俯偏通道自适应控制。

17、进一步地，所述导弹俯仰和偏航通道特征量由俯仰过载和偏航过载响应辨识并进行限幅处理后得到。

18、进一步地，辨识导弹俯仰和偏航通道特征量的辨识函数包括

19、

20、

21、

22、其中，t为时间，y为导弹特征参数，y1为俯仰通道辨识特征量，y2为偏航通道辨识特征量，α为合成攻角，ny为俯仰过载响应，nz为偏航过载响应，k、k1和k2为预设参数。

23、进一步地，俯仰通道的控制参数包括：

24、fp(aij,bij,cij)＝(aij×ma+bij×a+cij)/q+dij×y1

25、其中，ma为飞行中实时的马赫数，α为合成攻角，q为飞行中实时的动压，y1为俯仰通道辨识特征量，aij为预设ma系数，bij为预设α系数，cij为预设参数，dij为辨识系数，y1为导弹俯仰通道特征量，fp为控制参数表达函数。

26、一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现所述一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法的步骤。

27、一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述的处理器执行所述的计算机程序时实现所述一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法的步骤。

28、本发明与现有技术相比的优点在于：

29、本发明根据俯仰和偏航通道过载响应作为特征参数，在线辨识俯仰和偏航通道的特征量，极大降低了气动差异飞行品质的影响，具有较好的抗风扰能力；自适应控制器根据导弹马赫数、动压以及辨识的俯仰和偏航通道特征量自适应调整俯仰和偏航通道控制参数，有效解决了导弹由于俯仰和偏航通道气动差异大造成通道过载抖动的问题，提升了控制系统鲁棒性。

技术特征：

1.一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法，其特征在于，所述滤波处理中滤波器传递函数包括

3.根据权利要求1所述的一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法，其特征在于，所述辨识导弹俯仰和偏航通道特征量的辨识函数包括

4.根据权利要求1所述的一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法，其特征在于，所述导弹俯仰和偏航通道特征量的限幅处理包括：将导弹俯仰和偏航通道特征量限制为3～30；

5.一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制器，其特征在于，实时获取输入的导弹特征参数和导弹俯仰和偏航通道特征量，根据输入实时调整俯仰和偏航通道控制参数，实现导弹俯偏通道自适应控制。

6.根据权利要求5所述的自适应控制器，其特征在于，所述导弹俯仰和偏航通道特征量由俯仰过载和偏航过载响应辨识并进行限幅处理后得到。

7.根据权利要求6所述的自适应控制器，其特征在于，辨识导弹俯仰和偏航通道特征量的辨识函数包括

8.根据权利要求6所述的自适应控制器，其特征在于，俯仰通道的控制参数包括：

9.一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述的计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～权利要求4任一所述方法的步骤。

10.一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述的处理器执行所述的计算机程序时实现如权利要求1～权利要求4任一所述方法的步骤。

技术总结
一种基于在线系统辨识的导弹俯偏通道自适应控制方法，属于飞行控制技术领域。本发明提供的方法包括：步骤一，获取导弹合成攻角、马赫数、动压、俯仰过载和偏航过载响应等特征参数；步骤二，将步骤一获取的俯仰和偏航通道过载响应，进行滤波处理；步骤三、根据步骤二获取的滤波后的俯仰和偏航过载响应值设计辨识函数，辨识导弹俯仰和偏航通道特征量；步骤四，根据步骤三获取的俯仰和偏航通道特征量以及步骤一获取的导弹特征参数，设计自适应控制器。本发明能够通过在线辨识特征参数及自适应控制的方法，解决导弹俯仰和偏航通道气动差异导致控制参数不匹配进而引发过载响应存在抖动的问题。

技术研发人员：梁耀,金一欢,周奕雯,谭建伟,田野
受保护的技术使用者：上海航天控制技术研究所
技术研发日：
技术公布日：2025/2/27