中国人民解放军海军工程大学李静获国家专利权
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龙图腾网获悉中国人民解放军海军工程大学申请的专利一种采用双重微分滑模控制高超声速发动机速度方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116892454B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310738319.3,技术领域涉及:F02C9/44;该发明授权一种采用双重微分滑模控制高超声速发动机速度方法是由李静;李海燕;王蕾;金凯;董海迪;袁胜智;张涛涛;申森设计研发完成,并于2023-06-20向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种采用双重微分滑模控制高超声速发动机速度方法在说明书摘要公布了:本发明提供了一种采用双重微分滑模控制高超声速发动机速度方法,其通过设置低速保护速度,得到低速误差信号,然后进行指数非线性变换得到低速指数误差信号;然后设计一种指数型饱和递进保持器,通过指数型混合非线性变换与分段积分递推得到保持器的一阶、二阶以及零阶输出并进一步求解速度误差近似阻尼信号;然后采用误差与误差的近似阻尼信号以及双重微分形成非线性速度误差滑模信号,再通过指数型饱和递进保持器,求解得到滑模近似阻尼信号,再叠加非线性速度误差滑模信号,构成最终的高超声速发动机油门控制信号,从而控制飞行器与发动机的速度。
本发明授权一种采用双重微分滑模控制高超声速发动机速度方法在权利要求书中公布了:1.一种采用双重微分滑模控制高超声速发动机速度方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S10,在飞行器上安装速度传感器,测量飞行器的实时速度,然后安装飞行器的飞行需要,设置飞行器的期望速度信号,两者进行比较,得到速度误差信号;然后设置低速保护速度,与飞行器的实时速度进行比较,得到低速误差信号;最后对低速误差信号进行指数型非线性变换,得到低速指数误差信号如下: ; ; ; 其中为飞行器的实时速度,通过飞行器控制系统的惯导设备解算得到飞行器的实时速度;为飞行器的期望速度信号,为速度误差信号;为低速保护速度,为低速误差信号;为常值参数,为低速指数误差信号; 步骤S20,根据所述的速度误差信号、低速误差信号、低速指数误差信号,设计指数型饱和递进保持器,并与保持器的零阶输出进行对比,得到保持误差信号;然后对保持误差进行指数型混合非线性变换,得到保持误差指数变换信号;再根据保持误差指数变换信号以及保持器的一阶输出信号与保持器的二阶输出信号求解保持器的三阶输出信号;再根据保持器的三阶输出信号进行分段积分,得到保持器的二阶输出信号;然后依次进行递推分段积分得到保持器的一阶输出信号与保持器的零阶输出信号;最后根据保持器的一阶输出信号求解速度误差近似阻尼信号如下: ; ; ; ; ; ; ; 其中为保持误差信号;、、、为非线性变换的参数,为保持误差指数变换信号;、、、为指数型混合非线性变换的常值参数,为保持器的三阶输出信号;为常值参数,为保持器的二阶输出信号;为保持器的一阶输出信号,为保持器的零阶输出信号;为速度误差近似阻尼信号; 步骤S30,根据所述的速度误差信号进行积分得到速度误差积分信号;再根据所述的低速指数误差信号进行积分,得到低速指数误差积分信号;然后叠加速度误差近似阻尼信号与保持器的二阶输出信号组成速度误差非线性滑模信号;然后对速度误差非线性滑模信号进行指数变换,得到滑模指数变换信号如下: ; ; ; 其中为速度误差积分信号;为低速指数误差积分信号;、、、、为滑模常值参数,为速度误差非线性滑模信号;为滑模指数变换信号; 步骤S40,根据所述的速度误差非线性滑模信号、滑模指数变换信号设计指数型饱和递进滑模保持器,并与滑模保持器的零阶输出进行对比,得到滑模保持误差信号;然后对滑模保持误差进行指数型混合非线性变换,得到滑模保持误差指数变换信号;再根据滑模保持误差指数变换信号以及滑模保持器的一阶输出信号与滑模保持器的二阶输出信号求解滑模保持器的三阶输出信号;再根据滑模保持器的三阶输出信号进行分段积分,得到滑模保持器的二阶输出信号;然后依次进行递推分段积分得到滑模保持器的一阶输出信号与滑模保持器的零阶输出信号;最后根据滑模保持器的一阶输出信号求解滑模近似阻尼信号如下: ; ; ; ; ; ; ; 其中为滑模保持误差信号;为滑模保持误差指数变换信号;为分段积分的常值参数,为滑模保持器的三阶输出信号;为滑模保持器的二阶输出信号;为到滑模保持器的一阶输出信号,为滑模保持器的零阶输出信号;为解滑模近似阻尼信号; 步骤S50,根据所述的滑模指数变换信号与速度误差非线性滑模信号进行组合积分,得到滑模组合积分信号;再根据速度误差非线性滑模信号进行非线性变换,得到速度误差滑模非线性信号;最后叠加滑模近似阻尼信号、速度误差非线性滑模信号得到最终的高超声速发动机油门控制信号如下: ; ; ; 其中、为常值积分参数,为滑模组合积分信号;为速度误差滑模非线性信号;、、、、为常值控制参数,为高超声速发动机油门控制信号。
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