CN104699918A - 一种计算舵偏角的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种计算舵偏角的方法及系统，在不具有具体的解析表达式用来描述力矩和舵偏角之间的对应关系时，采用数值优化理论中的解析方法进行最优舵偏角的计算，即在确定初始舵偏角及其力矩之后，通过在不同搜索方向下，采用在初始舵偏角的基础上增加不同搜索步长的方式计算下一个舵偏角，直到计算得到的舵偏角对应的力矩小于预设误差的方式，确定当前的舵偏角为最优舵偏角，由于该种数值优化理论中的解析方法自适应性强，可以处理任意维数舵偏角的计算，因此，本发明公开的计算舵偏角的方法和系统，在提高计算速度的同时，也能够保证计算精度。

Description

一种计算舵偏角的方法及系统

技术领域

本发明涉及飞行器控制技术领域，更具体的说，是涉及一种计算舵偏角的方法及系统。

背景技术

在飞行器(如飞机、导弹、无人机、直升机等)控制系统设计及仿真领域，由于飞行器结构复杂，体积庞大，在对飞行器的控制过程中，往往需要通过质心平动运动和绕质心转动的刚体转动来描述其运动模型。以对某一飞行器的轨迹控制来说，需要对该飞行器进行线性化，找到一条理想的质点飞行轨迹，使该飞行器处在一个“瞬时平衡”的状态，即需要找到合适的控制量(如滚转舵偏角、偏航舵偏角、俯仰舵偏角)，使被控对象在x、y、z三个方向的合力矩为零。

现有技术中，通常采用非线性代数方程组的方法求解使飞行器处在“瞬时平衡”状态时的控制量。但是，非线性代数方程组的方法需要控制量与合力矩之间具有具体的解析表达式，如y＝f(x，y，z)，但是，合力矩除了受控制量的影响，还会受其它的因素影响，由于其它因素的无规律性，导致控制量与合力矩之间没有准确的解析表达式，如不考虑其它的因素影响，势必影响控制量的计算精度。

而且，现有技术中，通常将采用非线性代数方程组的方法求解控制量的方法转换成多个一维问题以加快计算速度，比如，对y＝f(x，y，z)来说，固定y和z的值(为零或者一个自认为合理的数)，问题就转化成了一维问题，求出x的值；同理求出y和z的值。这样就把y＝f(x，y，z)这个三维问题转换成三个一维问题。但是，这种处理方式同样会影响控制量的计算精度。

因此，现有技术中计算控制量的方法，都难以保证其计算精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种，以克服现有技术中由于的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种计算舵偏角的方法，所述方法包括：

步骤S1：获得初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀；

步骤S2：根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀计算搜索方向P_k；

步骤S3：根据所述初始舵偏角X₀和搜索方向P_k计算最优搜索步长λ_k，k＝1,2,3……m，m为大于1的整数；

步骤S4：计算下一舵偏角X_k＝X₀+λ_kP_k；

步骤S5：计算所述下一舵偏角X_k对应的力矩M_k＝F(X_k)，并使迭代次数N＝N+1，N为大于或等于1的正整数；

步骤S6：判断所述力矩M_k是否小于预先设定的误差，如果小于，则执行步骤S10，否则执行步骤S7；

步骤S7：判断当前迭代次数N是否大于预先设定的最大迭代次数，如果大于，则执行步骤S10，否则执行步骤S8；

步骤S8：判断所述初始舵偏角对应的力矩M₀与当前的下一舵偏角X_k对应的力矩M_k之间的差值的绝对值是否小于预设值，如果小于，则执行步骤S9；如果不小于，则令X₀＝X_k，M₀＝M_k，执行步骤S1；

步骤S9：根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀，通过模式搜索，重新计算搜索方向P_k和最优搜索步长λ_k，执行步骤S4；

步骤S10：输出最优舵偏角X_k。

优选的，所述根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀计算搜索方向P_k具体包括：

计算所述初始舵偏角对应的力矩M₀对所述初始舵偏角X₀的差分，得到搜索方向P_k。

优选的，所述根据所述初始舵偏角X₀和搜索方向P_k来计算最优搜索步长λ_k具体包括：

计算搜索步长λ的最优区间；

根据所述搜索步长λ的最优区间采用二分法确定最优搜索步长λ_k。

优选的，所述计算搜索步长λ的最优区间包括：

根据平衡舵偏角的可行域以及搜索方向P_k，确定搜索步长λ的最优区间[LB，UB]的初始值为搜索步长λ的可行区间[a，b]；

令λ₀＝a，计算F(X₀+λ_nP_k)；

令λ_n＝λ₀+h_λ，LB＝λ₀+h_λ，h_λ＝2h_λ，λ₀＝LB，计算F(X₀+λ_nP_k)，直到判断计算得到的F(X₀+λ_nP_k)≥F(X₀+λ₀P_k)，则令UB＝λ₀+h_λ结束，其中，n为大于或等于1的正整数，h_λ为搜索步长λ的最小计算区间。

一种计算舵偏角的系统，包括：

获得单元，用于获得初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀；

搜索方向计算单元，用于根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀计算搜索方向P；

最优搜索步长计算单元，用于根据所述初始舵偏角X₀和搜索方向P_k计算最优搜索步长λ_k，k＝1,2,3……m，m为大于1的整数；

舵偏角计算单元，用于计算下一舵偏角X_k＝X₀+λ_kP_k；

力矩计算单元，用于计算所述下一舵偏角X_k对应的力矩M_k＝F(X_k)，并使迭代次数N＝N+1，N为大于或等于1的正整数；

第一判断单元，用于判断所述力矩M_k是否小于预先设定的误差，如果小于，则触发输出单元，否则触发第二判断单元；

第二判断单元，用于判断当前迭代次数N是否大于预先设定的最大迭代次数，如果大于，则触发输出单元，否则触发第三判断单元；

第三判断单元，用于判断所述初始舵偏角对应的力矩M₀与当前的下一舵偏角X_k对应的力矩M_k之间的差值的绝对值是否小于预设值，如果小于，则触发模式搜索计算单元；如果不小于，则令X₀＝X_k，M₀＝M_k，触发获得单元；

模式搜索计算单元，用于根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀，通过模式搜索，重新计算搜索方向P_k和最优搜索步长λ_k，触发舵偏角计算单元；

输出单元，用于输出最优舵偏角X_k。

优选的，所述搜索方向计算单元具体包括：

差分计算子单元，用于计算所述初始舵偏角对应的力矩M₀对所述初始舵偏角X₀的差分，得到搜索方向P_k。

优选的，所述最优搜索步长计算单元具体包括：

最优区间计算子单元，用于计算搜索步长λ的最优区间；

最优搜索步长计算子单元，用于根据所述搜索步长λ的最优区间采用二分法确定最优搜索步长λ_k。

优选的，所述最优区间计算子单元具体包括：

最优区间初始值确定模块，用于根据平衡舵偏角的可行域以及搜索方向P_k，确定搜索步长λ的最优区间[LB，UB]的初始值为搜索步长λ的可行区间[a，b]；

力矩计算模块，用于令λ₀＝a，计算F(X₀+λ_nP_k)；令λ_n＝λ₀+h_λ，LB＝λ₀+h_λ，h_λ＝2h_λ，λ₀＝LB，计算F(X₀+λ_nP_k)，直到判断计算得到的F(X₀+λ_nP_k)≥F(X₀+λ₀P_k)，则令UB＝λ₀+h_λ结束，其中，n为大于或等于1的正整数，h_λ为搜索步长λ的最小计算区间。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种计算舵偏角的方法及系统，在不具有具体的解析表达式用来描述力矩和舵偏角之间的对应关系时，采用数值优化理论中的解析方法进行最优舵偏角的计算，即在确定初始舵偏角及其力矩之后，通过在不同搜索方向下，采用在初始舵偏角的基础上增加不同搜索步长的方式计算下一个舵偏角，直到计算得到的舵偏角对应的力矩小于预设误差的方式，确定当前的舵偏角为最优舵偏角，由于该种数值优化理论中的解析方法自适应性强，可以处理任意维数舵偏角的计算，因此，本发明公开的计算舵偏角的方法和系统，在提高计算速度的同时，也能够保证计算精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种计算舵偏角的方法实施例1的流程示意图；

图2为本发明实施例公开的一种计算搜索步长λ的最优区间的方法的流程示意图；

图3为本发明实施例公开的一种计算舵偏角的系统实施例1的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本发明的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。

由背景技术可知，现有技术中采用非线性代数方程组的方法求解使飞行器处在“瞬时平衡”状态时的控制量。但是，非线性代数方程组的方法需要控制量与合力矩之间具有具体的解析表达式，且通常将采用非线性代数方程组的方法求解控制量的方法转换成多个一维问题以加快计算速度，导致现有技术中计算控制量的方法，都难以保证其计算精度。

为此，本发明公开了一种计算舵偏角的方法及系统，在不具有具体的解析表达式用来描述力矩和舵偏角之间的对应关系时，采用数值优化理论中的解析方法进行最优舵偏角的计算，且该种数值优化理论中的解析方法自适应性强，可以处理任意维数舵偏角的计算，因此，本发明公开的计算舵偏角的方法和系统，在提高计算速度的同时，也能够保证计算精度。

下面将通过以下实施例对本发明公开的计算舵偏角的方法及系统进行详细描述。

请参阅附图1，为本发明公开的一种计算舵偏角的方法实施例1的流程示意图，该方法具体包括如下步骤：

步骤S1：获得初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀。

舵偏角可以为滚转舵偏角、偏航舵偏角、俯仰舵偏角中的任意一种，相应的，力矩则为滚转力矩、偏航力矩、俯仰力矩中的任意一种。舵偏角和力矩的对应关系为M＝F(X)，其中，M表示力矩，X表示舵偏角，F()表示力矩与舵偏角之间的对应关系，但是其不具有具体的解析表达式，是通过数据插值获得的。

步骤S2：根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀计算搜索方向P_k。

在该步骤中，通过计算所述初始舵偏角对应的力矩M₀对所述初始舵偏角X₀的差分，即可得到搜索方向P_k。由于表示力矩与舵偏角之间的对应关系的F()不具有具体的解析表达式，因此，无法计算力矩对航偏角的偏导数，因此，本步骤中采用计算力矩对舵偏角的差分的方式计算搜索方向。需要说明的是，通过计算所述初始舵偏角对应的力矩M₀对所述初始舵偏角X₀的差分得到的搜索方向P_k实际上是当前舵偏角的一个近似负梯度方向。

步骤S3：根据所述初始舵偏角X₀和搜索方向P_k计算最优搜索步长λ_k，k＝1,2,3……m，m为大于1的整数。

在该步骤中，可以先计算搜索步长λ的最优区间，然后根据所述搜索步长λ的最优区间采用二分法确定最优搜索步长λ_k。具体的，可以采用如图3所示的方式确定搜索步长λ的最优区间，请参阅图2，图2为本实施例公开的一种计算搜索步长λ的最优区间的方法的流程示意图，该方法具体包括：如下步骤：

步骤S101：根据平衡舵偏角的可行域以及搜索方向P_k，确定搜索步长λ的可行区间[a，b]，则搜索步长λ的最优区间[LB，UB]的初始值为[a，b]；

步骤S102：令λ₀＝a，λ_n＝λ₀+h_λ，计算F(X₀+λ_nP_k)，n为大于或等于1的正整数，h_λ为搜索步长λ的最小计算区间；

步骤S103：如果F(X₀+λ_nP_k)＜F(X₀+λ₀P_k)，则令LB＝λ₀+h_λ，h_λ＝2h_λ，λ₀＝LB，转入步骤S102；否则，令UB＝λ₀+h_λ结束。

步骤S4：计算下一舵偏角X_k＝X₀+λ_kP_k。

步骤S5：计算所述下一舵偏角X_k对应的力矩M_k＝F(X_k)，并使迭代次数N＝N+1，N为大于或等于1的正整数。

步骤S6：判断所述力矩M_k是否小于预先设定的误差，如果小于，则执行步骤S10，否则执行步骤S7。

步骤S7：判断当前迭代次数N是否大于预先设定的最大迭代次数，如果大于，则执行步骤S10，否则执行步骤S8。

步骤S8：判断所述初始舵偏角对应的力矩M₀与当前的下一舵偏角X_k对应的力矩M_k之间的差值的绝对值是否小于预设值，如果小于，则执行步骤S9；如果不小于，则令X₀＝X_k，M₀＝M_k，执行步骤S1。

本步骤中，如果所述初始舵偏角对应的力矩M₀与所述下一舵偏角X_k对应的力矩M_k之间的差值的绝对值如果小于预设值，则说明X₀与X_k之间的力矩基本没有变化，即达到局部最优，即认为X₀为局部最优的点。

步骤S9：根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀，通过模式搜索，重新计算搜索方向P_k和最优搜索步长λ_k，执行步骤S4。

在达到局部最优之后，则从局部最优的点X₀开始，进行全局模式搜索，重新计算搜索方向P_k和最优搜索步长λ_k。

步骤S10：输出最优舵偏角X_k。

本实施例公开的计算舵偏角的方法，在不具有具体的解析表达式用来描述力矩和舵偏角之间的对应关系时，采用数值优化理论中的解析方法进行最优舵偏角的计算，即在确定初始舵偏角及其力矩之后，通过在不同搜索方向下，采用在初始舵偏角的基础上增加不同搜索步长的方式计算下一个舵偏角，直到计算得到的舵偏角对应的力矩小于预设误差的方式，确定当前的舵偏角为最优舵偏角，由于该种数值优化理论中的解析方法自适应性强，可以处理任意维数舵偏角的计算，因此，本发明公开的计算舵偏角的方法和系统，在提高计算速度的同时，也能够保证计算精度。

上述本发明公开的实施例中详细描述了方法，对于本发明的方法可采用多种形式的系统实现，因此本发明还公开了一种系统，下面给出具体的实施例进行详细说明。

请参阅附图3，图3为本发明实施例公开的一种计算舵偏角的系统实施例1的结构示意图，该系统具体包括如下单元：

获得单元11，用于获得初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀。

搜索方向计算单元12，用于根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀计算搜索方向P_k。

需要说明的是，所述搜索方向计算单元12具体包括：

差分计算子单元，用于计算所述初始舵偏角对应的力矩M₀对所述初始舵偏角X₀的差分，得到搜索方向P_k。

最优搜索步长计算单元13，用于根据所述初始舵偏角X₀和搜索方向P_k计算最优搜索步长λ_k，k＝1,2,3……m，m为大于1的整数。

需要说明的是，所述最优搜索步长计算单元13具体包括：

最优区间计算子单元，用于计算搜索步长λ的最优区间；

最优搜索步长计算子单元，用于根据所述搜索步长λ的最优区间采用二分法确定最优搜索步长λ_k。

进一步需要说明的是，所述最优区间计算子单元具体包括：

最优区间初始值确定模块，用于根据平衡舵偏角的可行域以及搜索方向P_k，确定搜索步长λ的最优区间[LB，UB]的初始值为搜索步长λ的可行区间[a，b]；

力矩计算模块，用于令λ₀＝a，计算F(X₀+λ_nP_k)；令λ_n＝λ₀+h_λ，LB＝λ₀+h_λ，h_λ＝2h_λ，λ₀＝LB，计算F(X₀+λ_nP_k)，直到判断计算得到的F(X₀+λ_nP_k)≥F(X₀+λ₀P_k)，则令UB＝λ₀+h_λ结束，其中，n为大于或等于1的正整数，h_λ为搜索步长λ的最小计算区间。

舵偏角计算单元14，用于计算下一舵偏角X_k＝X₀+λ_kP_k。

力矩计算单元15，用于计算所述下一舵偏角X_k对应的力矩M_k＝F(X_k)，并使迭代次数N＝N+1，N为大于或等于1的正整数。

第一判断单元16，用于判断所述力矩M_k是否小于预先设定的误差，如果小于，则触发输出单元20，否则触发第二判断单元17。

第二判断单元17，用于判断当前迭代次数N是否大于预先设定的最大迭代次数，如果大于，则触发输出单元20，否则触发第三判断单元18。

第三判断单元18，用于判断所述初始舵偏角对应的力矩M₀与当前的下一舵偏角X_k对应的力矩M_k之间的差值的绝对值是否小于预设值，如果小于，则触发模式搜索计算单元19；如果不小于，则令X₀＝X_k，M₀＝M_k，触发获得单元11。

模式搜索计算单元19，用于根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀，通过模式搜索，重新计算搜索方向P_k和最优搜索步长λ_k，触发舵偏角计算单元14。

输出单元20，用于输出最优舵偏角X_k。

需要说明的是，上述各个单元的具体功能实现已在计算舵偏角的方法实施例1中详细说明，本实施例不再赘述，具体请参见计算舵偏角的方法实施例1中的相关内容。

综上所述：

本发明公开了一种计算舵偏角的方法及系统，在不具有具体的解析表达式用来描述力矩和舵偏角之间的对应关系时，采用数值优化理论中的解析方法进行最优舵偏角的计算，即在确定初始舵偏角及其力矩之后，通过在不同搜索方向下，采用在初始舵偏角的基础上增加不同搜索步长的方式计算下一个舵偏角，直到计算得到的舵偏角对应的力矩小于预设误差的方式，确定当前的舵偏角为最优舵偏角，由于该种数值优化理论中的解析方法自适应性强，可以处理任意维数舵偏角的计算，因此，本发明公开的计算舵偏角的方法和系统，在提高计算速度的同时，也能够保证计算精度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本发明而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

综上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种计算舵偏角的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤S1：获得初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀；

步骤S2：根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀计算搜索方向P_k；

步骤S3：根据所述初始舵偏角X₀和搜索方向P_k计算最优搜索步长λ_k，k＝1,2,3……m，m为大于1的整数；

步骤S4：计算下一舵偏角X_k＝X₀+λ_kP_k；

步骤S5：计算所述下一舵偏角X_k对应的力矩M_k＝F(X_k)，并使迭代次数N＝N+1，N为大于或等于1的正整数；

步骤S6：判断所述力矩M_k是否小于预先设定的误差，如果小于，则执行步骤S10，否则执行步骤S7；

步骤S7：判断当前迭代次数N是否大于预先设定的最大迭代次数，如果大于，则执行步骤S10，否则执行步骤S8；

步骤S8：判断所述初始舵偏角对应的力矩M₀与当前的下一舵偏角X_k对应的力矩M_k之间的差值的绝对值是否小于预设值，如果小于，则执行步骤S9；如果不小于，则令X₀＝X_k，M₀＝M_k，执行步骤S1；

步骤S9：根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀，通过模式搜索，重新计算搜索方向P_k和最优搜索步长λ_k，执行步骤S4；

步骤S10：输出最优舵偏角X_k。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀计算搜索方向P_k具体包括：

计算所述初始舵偏角对应的力矩M₀对所述初始舵偏角X₀的差分，得到搜索方向P_k。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述初始舵偏角X₀和搜索方向P_k来计算最优搜索步长λ_k具体包括：

计算搜索步长λ的最优区间；

根据所述搜索步长λ的最优区间采用二分法确定最优搜索步长λ_k。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算搜索步长λ的最优区间包括：

根据平衡舵偏角的可行域以及搜索方向P_k，确定搜索步长λ的最优区间[LB，UB]的初始值为搜索步长λ的可行区间[a，b]；

令λ₀＝a，计算F(X₀+λ_nP_k)；

令λ_n＝λ₀+h_λ，LB＝λ₀+h_λ，h_λ＝2h_λ，λ₀＝LB，计算F(X₀+λ_nP_k)，直到判断计算得到的F(X₀+λ_nP_k)≥F(X₀+λ₀P_k)，则令UB＝λ₀+h_λ结束，其中，n为大于或等于1的正整数，h_λ为搜索步长λ的最小计算区间。

5.一种计算舵偏角的系统，其特征在于，包括：

获得单元，用于获得初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀；

搜索方向计算单元，用于根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀计算搜索方向P；

最优搜索步长计算单元，用于根据所述初始舵偏角X₀和搜索方向P_k计算最优搜索步长λ_k，k＝1,2,3……m，m为大于1的整数；

舵偏角计算单元，用于计算下一舵偏角X_k＝X₀+λ_kP_k；

力矩计算单元，用于计算所述下一舵偏角X_k对应的力矩M_k＝F(X_k)，并使迭代次数N＝N+1，N为大于或等于1的正整数；

第一判断单元，用于判断所述力矩M_k是否小于预先设定的误差，如果小于，则触发输出单元，否则触发第二判断单元；

第二判断单元，用于判断当前迭代次数N是否大于预先设定的最大迭代次数，如果大于，则触发输出单元，否则触发第三判断单元；

第三判断单元，用于判断所述初始舵偏角对应的力矩M₀与当前的下一舵偏角X_k对应的力矩M_k之间的差值的绝对值是否小于预设值，如果小于，则触发模式搜索计算单元；如果不小于，则令X₀＝X_k，M₀＝M_k，触发获得单元；

模式搜索计算单元，用于根据所述初始舵偏角X₀和所述初始舵偏角对应的力矩M₀，通过模式搜索，重新计算搜索方向P_k和最优搜索步长λ_k，触发舵偏角计算单元；

输出单元，用于输出最优舵偏角X_k。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述搜索方向计算单元具体包括：

差分计算子单元，用于计算所述初始舵偏角对应的力矩M₀对所述初始舵偏角X₀的差分，得到搜索方向P_k。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述最优搜索步长计算单元具体包括：

最优区间计算子单元，用于计算搜索步长λ的最优区间；

最优搜索步长计算子单元，用于根据所述搜索步长λ的最优区间采用二分法确定最优搜索步长λ_k。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述最优区间计算子单元具体包括：

最优区间初始值确定模块，用于根据平衡舵偏角的可行域以及搜索方向P_k，确定搜索步长λ的最优区间[LB，UB]的初始值为搜索步长λ的可行区间[a，b]；

力矩计算模块，用于令λ₀＝a，计算F(X₀+λ_nP_k)；令λ_n＝λ₀+h_λ，LB＝λ₀+h_λ，h_λ＝2h_λ，λ₀＝LB，计算F(X₀+λ_nP_k)，直到判断计算得到的F(X₀+λ_nP_k)≥F(X₀+λ₀P_k)，则令UB＝λ₀+h_λ结束，其中，n为大于或等于1的正整数，h_λ为搜索步长λ的最小计算区间。