PL算法及在系统频域建模中的应用.pdfVIP

PL算法及其在系统频域建模中的应用 ● 彭克文 段富海 (中航总242厂，兰州，730070) 王江云 (西北工业大学自动控制系，西安，710072) 擅蔓本文首先介绍了频域建模法在现代高性能飞机飞控系统中的应用背景；然后介绍了频 域建模法中使用的PL算法原理，它根据高阶实际系统的输入输出序列对，以快速傅氏变换 (FFT)为出发点，应用调制函数法和晟小方差参数辩识技术，将高阶实际系统按频率特性 相近的原则近似等效为一个低阶系统：然后举了一个具体实例来说明此法的应用、有效性、 优缺点及意义． 关t词飞行品质规范频域建模PL算法 ● 1颓域建模法在飞控系统中的应用背景 在现代飞行控制系统中，由于电传操纵系统及其它主动控制技术的应用，在飞机正 常频率范围内引入了新的模态，飞行控制系统已变成了高阶非线性动力学系统，无法直接 应用现有的飞行品质规范。利用高阶系统的等效低阶系统模型的参数来评价飞机飞行品 质，即等效系统拟配法，已成为评估现代高性能飞机飞行品质的重要手段。所谓等效系统， 即一个己知阶次的低阶等效系统，其在驾驶员可感受的频段内与原高阶系统有相近的输出 特性。例如，采用二阶形式(即求出等效二阶系统的∞。和f)分别拟台飞机纵向运动的 ● 长、短周期模态，最后将结果相乘而得到完整的纵向模型。这样做计算工作量要小得多， 实践证明是完全可行的。目前国内外采用的等效系统分析方法主要有：直接传递函数参数 辨识法、气动等效模型参数辨识法、传递函数简化法及本文采用的频域建模法。频域建模 法，根据高阶实际系统的输入输出序列对，应用辨识的方法，将高阶实际系统按频率特性 相近的原则近似等效为一个低阶系统，以此低阶模型来分析和评价系统性能。 傅氏变换(FFT)为出发点，应用调制函数法和最小方差参数辩识技术，将高阶实际系统 按频率特性相近的原则近似等效为一个低阶系统；然后举了一个具体实例来说明此法的应 ● 用、有效性、优缺点及意义。 2 PL算法原理简介 113 提出【21)和最小方差参数辨识技术，主要适用于多项式输入输出线性或非线性微O-2r程系 统的建模问题。PL算法的辨识过程是一个“闭环”过程，其算法简介如下。 令【“(r)，y(r)】表示一个单输入单输出系统在固定时间间隔(0，川内输入输出信号对的 · 观测值，则该系统可由下面输入输出微分方程表示 n mm p”y(f)十∑∑∑口。(J，k)p“一1【“(f)】’[y(f)]2=0ai(o，o)=o，i=1，…，(1) l=1 k=O j=O 式中，口。(J，k)表示系统全部mn(m+2)个待辨识的参数。 根据Shinbrot方法【”，利用～个调制函数，将微分方程(1)转化成一个关于被辨识 参数的代数方程。假定矽(f)是在固定时间间隔【O，刀内的H阶调制函数，将痧(r)与式(1) 的乘积在【O，刀内积分得到 ● (2) r【邮)y砂(r)]‘矿川(。西=。 (一1)“ry(，)矿沁)西+喜薹薹q(工坝一1y