基于智能PID和扩张状态观测器的姿态控制方法*
2021-11-19李依彤刘晓东张惠平王晓东
航天控制 2021年4期
李依彤 刘晓东 张惠平 王晓东
1.北京航天自动控制研究所,北京 100854
2.宇航智能控制技术国家级重点实验室,北京 100854
3.中国运载火箭技术研究院,北京 100076
0 引言
PID控制器以其结构简单易于实现的优点被广泛应用于各种实际工程中,飞行器姿态控制也不例外[1]。飞行器的控制参数设计通常是采用增益调度的方法:首先由设计人员针对不同的特征点设计出多组PID控制参数,然后再将这些参数装载于飞行器上,并按照一定的准则调度进行提取,实现控制参数的变化。这种方法对设计人员的经验能力有很高的要求,且设计繁琐,耗费资源。因此迫切需要能够自适应调整飞行器姿态控制的参数。
自适应控制被提出以来,各种控制方法层出不穷,而模型参考自适应是其中一个重要且发展较为成熟的分支[2]。模型参考自适应控制是以理想模型的输出状态为参照来调整自适应机构,进而使被控对象的输出跟踪理想模型输出。另外这种控制方法能够平缓系统过渡过程,降低系统响应超调量,降低控制量,在一定程度上减小了控制能量的浪费。近年来,得益于计算机技术的发展,模型参考自适应控制技术逐渐成熟,不仅能够与其他控制技术相结合[3],在机械手臂控制[4-5]、电动汽车充电[6]和航空发动机[7]等领域都有相关研究和应用。
神经网络出现以来,就成为了各界学者的研究热点,主要是因为其能够通过学习逼近任意复杂的非线性关系,具有较强的容错性和鲁棒性,在某种程度上能够处理系统的不确定性。……
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