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论文:2013,Vol:31,Issue(1):8-13 |
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引用本文: |
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史静平, 屈晓波, 李广文. 一种基于转矩可达集裁剪设计的广义逆分配方法[J]. 西北工业大学 |
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Shi Jingping, Qu Xiaobo, Li Guangwen. An Effective Design of Tailored Generalized Inverse Control Allocation Method[J]. Northwestern polytechnical university |
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一种基于转矩可达集裁剪设计的广义逆分配方法 |
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史静平1,2, 屈晓波1, 李广文1 |
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1. 西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710072; 2. 飞行器一体化技术重点实验室, 陕西 西安 710072 |
摘要: |
广义逆控制分配法无法实现对转矩可达集的完全分配,其分配效率取决于控制效率矩阵广义逆的选择。为了改善这一缺陷,文章对广义逆可达转矩集的几何构造、及其与广义逆阵的关系进行了研究,提出了一种基于转矩可达集裁剪设计的广义逆分配方法,该方法能够对期望方向、区域的可达转矩集进行广义逆裁剪设计,使分配系统根据飞机力矩的变化对控制系统的输出进行分配。利用某飞机的数据进行仿真,结果表明:文章提出的方法不仅可以避免现有方法因矩阵奇异而导致算法失效的缺点,而且基于遗传算法的广义逆求解结果对于可达转矩集的分配效率是最优的。 |
关键词:
计算仿真
控制
受限优化
设计
遗传算法
逆问题
广义逆裁剪分配
分配效率
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An Effective Design of Tailored Generalized Inverse Control Allocation Method |
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Shi Jingping1,2, Qu Xiaobo1, Li Guangwen1 |
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1. Department of Automatic Control, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China; 2. Science and Technology on Aircraft Control Laboratory, Xi'an 710072, China |
Abstract: |
Generalized inverse allocation method can not solve the allocation problem for entire attainable momentsubset (AMS), and its allocation efficiency depends on the choice of the pseudo-inverses of the control effective-ness matrix.In order to suppress this defect and make the allocation system distribute the output of the controlleraccording to the features of the flight envelope, a tailored method for generalized inverse is proposed.After studyingthe characteristics of the attainable moment subset of generalized inverse method and finding the relationships be-tween the generalized inverse matrix and its moment subset, this method can give a tailored design for a desired mo-ment subset in a given direction or region.Simulation results show preliminarily that: compared to the existing tai-lored method, this method can not only suppress the shortcomings of exiting algorithm caused by matrix singularitybut also find the optimal solutions with high allocation efficiency. |
Key words:
computer simulation
control
constrained optimization
design
genetic algorithms
inverse prob-lems;tailored generalized inverse control allocation
allocation efficiency
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收稿日期: 2012-03-08
修回日期:
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DOI: |
基金项目: 航空科学基金(20110753006、20120853035)资助 |
通讯作者:
Email: |
作者简介: 史静平(1980-),西北工业大学讲师、博士后,主要从事飞行控制的研究。
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参考文献: |
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[1] 王美仙,李 明.先进战斗机控制分配方法研究综述.飞机设计,2006,3: 17-19Wang Meixian,Li Ming.Development of Advanced Fighter Control Allocation Methods.Aircraft Design,2006,3: 17-19 (inChinese) [2] Durham W C.Attainable Moments for the Constrained Control Allocation Problem.Journal of Guidance,Control and Dynamics,1994,17(6): 1371-1372 [3] 史静平,章卫国,李广文,刘小雄.小生境遗传算法在广义逆控制分配法中的应用.系统仿真学报,2009,21(20):6593-6596Shi Jingping,Zhang Weiguo,Li Guangwen,Liu Xiaoxiong.Application of Niche Genetic Algorithm in Optimization of General-ized Inverse Control Allocation Method.Journal of System Simulation,2009,21(20): 6593-6596 (in Chinese) [4] 史静平,章卫国,李广文,刘小雄.再分配伪逆法分配效率研究.中国科学: 信息科学,2010,53(2): 271-277Shi Jingping,Zhang Weiguo,Li Guangwen,Liu Xiaoxiong.Research on Allocation Efficiency of the Redistributed Pseudo In-verse Algorithm.Science China Information Sciences,2010,53(2): 271-277 (in Chinese) [5] Bordignon K A.Constrained Control Allocation for Systems with Redundant Control Effectors.Ph.D.Thesis,Virginia Poly-technic Institute and State University,1996 [6] 史静平,章卫国,李广文,刘小雄.一种基于多极裁剪的广义逆控制分配算法.测控技术,2009,9(28): 65-68Shi Jingping,Zhang Weiguo,Li Guangwen,Liu Xiaoxiong.A Generalized Inverse Control Allocation Algorithm Based on Multi-ple Direction Tailor.Measurement and Control Technology,2009,9(28): 65-68 (in Chinese) [7] Durham W C.Efficient,Near Optimal Control Allocation.Journal of Guidance Control and Dynamics,1999,22(2): 369-372 |
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