模態(tài)轉(zhuǎn)換時首先要考慮系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換瞬態(tài)要求與系統(tǒng)余度管理算法兼容。更重要的是,要對轉(zhuǎn)換時的控制信號進(jìn)行軟化處理,使斷開時模態(tài)逐漸退出,接通時逐漸進(jìn)入。軟化處理通常采用淡化器來完成。淡化器主要有三種方式:低級淡化、熱備份淡化和同步跟蹤轉(zhuǎn)換淡化。
低級淡化是增加一個慣性環(huán)節(jié)對控制信號進(jìn)行軟化,來抑制轉(zhuǎn)換瞬態(tài),只適用于相近模態(tài)或轉(zhuǎn)換瞬態(tài)較小之間的轉(zhuǎn)換,比如無人機(jī)不同角度爬高模態(tài)之間的轉(zhuǎn)換,對穩(wěn)定裕度要求不高。
熱備份淡化除了有慣性環(huán)節(jié)對控制信號進(jìn)行軟化外,同時計(jì)算兩種或兩種以上控制模態(tài)的控制律,其中一種牌控制狀態(tài)中,其他牌熱備份中,根據(jù)需要可隨時投入運(yùn)行,同樣,對穩(wěn)定裕度要求不高。
同步跟蹤轉(zhuǎn)換淡化同樣含有慣性環(huán)節(jié)對控制信號進(jìn)行軟化,當(dāng)一個模態(tài)運(yùn)行時,另一個或多個模態(tài)控制律的動態(tài)環(huán)節(jié)已被初始化,并受轉(zhuǎn)換開關(guān)控制,根據(jù)需要可隨時投入使用。由于在模態(tài)接通時,已完成初始化,從而使轉(zhuǎn)換瞬態(tài)得到有效抑制。同步跟蹤轉(zhuǎn)換淡化其示意圖如圖1所示。在由一個模態(tài)N0轉(zhuǎn)換為另一個模態(tài)N1過程的初始時刻,模態(tài)N1的控制指令初始值與轉(zhuǎn)換前是一致的。兩個要轉(zhuǎn)換的模態(tài)之間的輸出指令的差值,在轉(zhuǎn)換過程的任一時刻,都作為瞬態(tài)初始值保存在存儲器中。該初始值可以根據(jù)需要(系統(tǒng)設(shè)計(jì)時考慮)經(jīng)過一定時間(數(shù)秒)被洗出,轉(zhuǎn)換過程結(jié)束,該時間稱為淡化時間。由于該淡化器在轉(zhuǎn)換過程中不改變模態(tài)增益,對模態(tài)轉(zhuǎn)換的瞬態(tài)響應(yīng)抑制效果好。