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专利号: 2021111807194
申请人: 广州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.针对飞行器系统的自适应神经网络控制方法,其特征在于,包括:根据拉格朗日力学模型,建立飞行器系统模型;

根据所述飞行器系统模型以及径向基神经网络的估计,构建飞行器系统对应的控制器和自适应律;

根据所述飞行器系统模型,构建李雅普诺夫方程;

判定所述李雅普诺夫方程的负定性,并根据所述负定性确定所述飞行器系统的稳定性;

当所述飞行器系统满足预设的稳定性条件时,对所述飞行器系统进行仿真控制,获取仿真效果信息;

其中,所述控制器用于对所述飞行器系统中飞行器进行运动控制;

所述自适应律用于对神经网络进行迭代更新;

所述根据所述飞行器系统模型以及径向基神经网络的估计,构建飞行器系统对应的控制器和自适应律中,所述控制器的表达式为:

所述自适应律的表达式为:

‑1

其中,U是控制器;G 代表系统参数逆矩阵;H(X)代表径向基神经网络的激活函数;z1代表角度跟踪误差;z2代表第二个误差变量; 是径向基神经网络估计权重的转置;表示虚拟控制器的导数;κ2表示增益系数; 是自适应律;Γ表示径向基神经网络的学习律;σ1是提高稳定性的正常数; 是径向基神经网络估计权重;

所述根据所述飞行器系统模型,构建李雅普诺夫方程这一步骤中,所述李雅普诺夫方程的表达式为:其中,V2代表李雅普诺夫函数;z1代表角度跟踪误差;z2代表第二个误差变量; 代表径向基神经网络权重误差;Γ表示径向基神经网络的学习律;

根据拉格朗日力学模型得到的系统的非线性动力学方程为:其中,Jpp和Jyy分别表示为围绕俯仰轴和偏航轴的惯性矩,Vp和Vy表示两个电机的输入电压,M表示直升机的质量,ln表示距离机身固定框架原点的质心距离,μ表示俯仰角,γ表示偏航角,Kpp表示俯仰螺旋桨中作用于俯仰轴上的扭矩推力增益,Kpy表示偏航螺旋桨中作用于俯仰轴上的扭矩推力增益,Kyy表示偏航螺旋桨中作用于偏航轴上的扭矩推力增益,Kyp表示俯仰螺旋桨中作用于偏航轴上的扭矩推力增益,Dpp和Dyy表示黏性摩擦系数,g表示重力加速度;代表俯仰角的角加速度;代表俯仰角的角速度;代表偏航角的角加速度;

代表偏航角的角速度;

T

角度误差设置为:z1=x1‑xd,其中,x1为角度向量,xd=[xd1,xd2]为期望的轨迹;

第二个误差变量设置为:z2=x2‑α,其中,x2为角速度向量,α为虚拟控制器。

2.根据权利要求1所述的针对飞行器系统的自适应神经网络控制方法,其特征在于,所述根据拉格朗日力学模型,建立飞行器系统模型,包括:根据拉格朗日力学模型,构建所述飞行器系统的非线性动力学模型;

对所述非线性动力学模型进行参数简化处理,构造得到简化函数;

根据所述简化函数得到所述飞行器系统的非线性方程。

3.根据权利要求2所述的针对飞行器系统的自适应神经网络控制方法,其特征在于,所述根据拉格朗日力学模型,建立飞行器系统模型,还包括:根据预定义的第一参数信息,对所述非线性方程进行求解,得到第二参数信息;

通过径向基函数神经网络来估计所述非线性方程中未知项的信息;

根据所述第一参数信息、所述第二参数信息和所述未知项的信息,构建得到飞行器系统模型。

4.应用如权利要求1所述的针对飞行器系统的自适应神经网络控制方法的装置,其特征在于,包括:第一模块,用于根据拉格朗日力学模型,建立飞行器系统模型;

第二模块,用于根据所述飞行器系统模型以及径向基神经网络的估计,构建飞行器系统对应的控制器和自适应律;

第三模块,用于根据所述飞行器系统模型,构建李雅普诺夫方程;

第四模块,用于判定所述李雅普诺夫方程的负定性,并根据所述负定性确定所述飞行器系统的稳定性;

第五模块,用于当所述飞行器系统满足预设的稳定性条件时,对所述飞行器系统进行仿真控制,获取仿真效果信息;

其中,所述控制器用于对所述飞行器系统中飞行器进行运动控制;

所述自适应律用于对神经网络进行迭代更新。

5.一种电子设备,其特征在于,包括处理器以及存储器;

所述存储器用于存储程序;

所述处理器执行所述程序实现如权利要求1至3中任一项所述的方法。

6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质存储有程序,所述程序被处理器执行实现如权利要求1至3中任一项所述的方法。