飛行控制系統(tǒng)設(shè)計的特征結(jié)構(gòu)配置法

郭 超 高 瑋

（中國人民解放軍61267部隊，北京 通州 101100）

1.飛行控制系統(tǒng)設(shè)計的特征結(jié)構(gòu)配置法分析

通過利用特征向量與特征值能夠有效描述飛機的響應(yīng)。所以，假如能夠?qū)︼w機的特征結(jié)構(gòu)進行有效改變，便能夠?qū)︼w行控制系統(tǒng)的時域響應(yīng)進行有效改善。到目前為止，關(guān)于飛行控制系統(tǒng)設(shè)計，具有很多不同的配置特征結(jié)構(gòu)配置法，不過這些方法在作用、本質(zhì)上的差別并不大，在設(shè)計過程中，均要求需要對特征向量集、特征值進行有效確定，同時對比例增益控制器進行構(gòu)建。

1.1 期望特征結(jié)構(gòu)的有效配置

對于設(shè)計人員來說，假如能夠?qū)π枰囊唤M閉環(huán)特征值進行有效選定，便可以將期望特征向量的特定元視為0。在如果飛機前飛速度無法影響期望短周期模態(tài)的響應(yīng)，則無需對其他元素的取值情況進行深入考慮，期望閉環(huán)特征結(jié)構(gòu)內(nèi)的相關(guān)元素可以視為0。同樣，如果特征向量使得狀態(tài)量為長周期，也可以采用和短周期相同的處理方法，進而相關(guān)的分量可以視為0。

綜上所述，針對飛行控制系統(tǒng)設(shè)計，它的主要表述為：第一，對1組特征向量、期望特征值進行給定，即；第二，對mXp維陣K予以確定；第三，在對輸出反饋u = Ky進行選用時，期望對特征值組在閉環(huán)系統(tǒng)特征值內(nèi)，則對于陣的特征向量，應(yīng)盡量和其相對應(yīng)的特征向量進行靠近。

1.2 可達向量空間

閉環(huán)系統(tǒng)的特征向量方程為：

針對這個核空間的前n行，它能夠?qū)蛇_向量空問Ni進行有效構(gòu)成。另外，還存在一種能夠?qū)丝臻g進行有效確定的方法。根據(jù)公式（2）可得，，設(shè)，則當滿足時，便能夠?qū)⑿枰奶卣髦涤嬎愠鰜?。通常情況下，利用Ni進行描述的子空間的維度為m，只要確定期望特征值，則在選取閉環(huán)特征向量時便會受到Ni分布空間的約束。一般來說，期望特征向量并不處于可能存在的空間中。通過利用期望特征向量，以投影于Ni來進行選優(yōu)，便能夠得到和期望向量比較接近的特征向量。當氣溫向量的選擇具有目的性時，常常能夠和某維的模態(tài)進行解耦。例如，若和2維模態(tài)進行解耦，能夠獲取的唯一特征向量，即1一3維平面和核空間進行相交的向量。由于期望解耦的相關(guān)信息在期望特征向量內(nèi)，所以該向量位于1一3維平面。在實際運用過程中，在飛機輸出量模態(tài)解耦中，可以大力推廣運用以上概念，只要能夠?qū)⑵谕卣鹘Y(jié)構(gòu)求出來，便能夠得到特征向量。

1.3 最終取到的特征向量

其中，Ii為指定向量，di為非指定向量。通過采用相同的方法，可以對核空間Ni進行重新排序。因此，最后獲取特征向量的公式為：

針對最后獲取的特征向量，應(yīng)具有對應(yīng)的非解耦的元，所以公式（3）能夠表達成為：

以上核空間向量，可以對其進行分塊。通過運用該核空間的前n輸入量，能夠產(chǎn)生。

1.4 反饋增益的有效確定

一般來說，出變量的個數(shù)P與Z、V的列數(shù)是一樣的，所以，

假如P少于列數(shù)，在這種情況下，宜選用動態(tài)反饋處理方法。通過利用公式（5），能夠獲取，進而能夠得出，最后能夠?qū)⒐剑?）解出來。不過在公式（1）中帶入V時，便能夠?qū)㈧o態(tài)反饋增益陣直接求取出來，同時能夠變換成為：

2.飛行控制系統(tǒng)設(shè)計特征結(jié)構(gòu)配置法的主要特點

和經(jīng)典設(shè)計方法比較，在選用特征結(jié)構(gòu)配置法來設(shè)計飛行控制系統(tǒng)，有便于飛行系統(tǒng)的魯棒性問題的考慮。在進行設(shè)計過程中，設(shè)計人員能夠?qū)ο嚓P(guān)魯棒性系統(tǒng)設(shè)計指標進行深入考慮。利用特征結(jié)構(gòu)配置法設(shè)計出來的控制器，其結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。不過針對個的不確定模態(tài)，選用特征結(jié)構(gòu)配置法是行不通的，所以特征結(jié)構(gòu)配置法也是存在缺陷和不足的。