飞行控制系统设计的特征结构配置法

郭 超 高 玮

（中国人民解放军61267部队，北京 通州 101100）

1.飞行控制系统设计的特征结构配置法分析

通过利用特征向量与特征值能够有效描述飞机的响应。所以，假如能够对飞机的特征结构进行有效改变，便能够对飞行控制系统的时域响应进行有效改善。到目前为止，关于飞行控制系统设计，具有很多不同的配置特征结构配置法，不过这些方法在作用、本质上的差别并不大，在设计过程中，均要求需要对特征向量集、特征值进行有效确定，同时对比例增益控制器进行构建。

1.1 期望特征结构的有效配置

对于设计人员来说，假如能够对需要的一组闭环特征值进行有效选定，便可以将期望特征向量的特定元视为0。在如果飞机前飞速度无法影响期望短周期模态的响应，则无需对其他元素的取值情况进行深入考虑，期望闭环特征结构内的相关元素可以视为0。同样，如果特征向量使得状态量为长周期，也可以采用和短周期相同的处理方法，进而相关的分量可以视为0。

综上所述，针对飞行控制系统设计，它的主要表述为：第一，对1组特征向量、期望特征值进行给定，即；第二，对mXp维阵K予以确定；第三，在对输出反馈u = Ky进行选用时，期望对特征值组在闭环系统特征值内，则对于阵的特征向量，应尽量和其相对应的特征向量进行靠近。

1.2 可达向量空间

闭环系统的特征向量方程为：

针对这个核空间的前n行，它能够对可达向量空问Ni进行有效构成。另外，还存在一种能够对核空间进行有效确定的方法。根据公式（2）可得，，设，则当满足时，便能够将需要的特征值计算出来。通常情况下，利用Ni进行描述的子空间的维度为m，只要确定期望特征值，则在选取闭环特征向量时便会受到Ni分布空间的约束。一般来说，期望特征向量并不处于可能存在的空间中。通过利用期望特征向量，以投影于Ni来进行选优，便能够得到和期望向量比较接近的特征向量。当气温向量的选择具有目的性时，常常能够和某维的模态进行解耦。例如，若和2维模态进行解耦，能够获取的唯一特征向量，即1一3维平面和核空间进行相交的向量。由于期望解耦的相关信息在期望特征向量内，所以该向量位于1一3维平面。在实际运用过程中，在飞机输出量模态解耦中，可以大力推广运用以上概念，只要能够将期望特征结构求出来，便能够得到特征向量。

1.3 最终取到的特征向量

其中，Ii为指定向量，di为非指定向量。通过采用相同的方法，可以对核空间Ni进行重新排序。因此，最后获取特征向量的公式为：

针对最后获取的特征向量，应具有对应的非解耦的元，所以公式（3）能够表达成为：

以上核空间向量，可以对其进行分块。通过运用该核空间的前n输入量，能够产生。

1.4 反馈增益的有效确定

一般来说，出变量的个数P与Z、V的列数是一样的，所以，

假如P少于列数，在这种情况下，宜选用动态反馈处理方法。通过利用公式（5），能够获取，进而能够得出，最后能够将公式（7）解出来。不过在公式（1）中带入V时，便能够将静态反馈增益阵直接求取出来，同时能够变换成为：

2.飞行控制系统设计特征结构配置法的主要特点

和经典设计方法比较，在选用特征结构配置法来设计飞行控制系统，有便于飞行系统的鲁棒性问题的考虑。在进行设计过程中，设计人员能够对相关鲁棒性系统设计指标进行深入考虑。利用特征结构配置法设计出来的控制器，其结构并不复杂。不过针对个的不确定模态，选用特征结构配置法是行不通的，所以特征结构配置法也是存在缺陷和不足的。