[發明專利]基于滑模控制的飛行控制方法

有效

• 申請號: 201810061906.2
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108267956B
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 陳曙光
• 申請（專利權）人: 藍箭航天空間科技股份有限公司
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05D1/08
• 代理公司: 北京科石知識產權代理有限公司 11595
• 代理人: 高元吉

本發明公開了一種基于滑模控制的飛行器控制方法，其用于集總干擾值存在上限的飛行擾動控制。該飛行控制方法包括：建立干擾系數與滑模面的關聯函數；將所述干擾系數引入至滑模控制的控制律函數，以及根據所述控制率函數控制飛行器飛行。該飛行控制方法通過使干擾系數與控制變量相關聯，從而使擾動量更接近飛行器的真實飛行狀態，進而提高飛行器的控制精度。

技術領域

本發明涉及飛行器控制技術領域，具體涉及一種基于滑模控制的飛行器控制方法。

背景技術

飛行器的飛行控制是飛行器的核心技術之一。飛行器在空間的運動是非常復雜的，為了使飛行器的控制得以簡化，通常情況下，可以將飛行器在空間的飛行姿態劃分為俯仰、滾動和偏航。從而通過對飛行器的飛行角度進行控制，實現飛行器的飛行姿態的控制。

滑模控制也被稱為變結構控制，屬于一種特殊的非線性控制。與其它控制方式不同，這種控制策略的系統結構并不固定，而是可以在動態過程中，根據系統的當前狀態有目的的不斷變化，迫使系統按照預定滑動模態的狀態軌跡運動。由于滑動模態可以進行設計且與對象參數及擾動無關，這就使滑動控制具有快速響應、對應參數變化及擾動不靈敏、無需系統在線辨識、物理實現簡單等優點。

然而，對于飛行控制中的有界干擾而言，在實際的工程設計中，常常會對集總干擾進行大幅度簡化。即通過令與系統狀態有關的項的干擾系數為零，從而可以將集總干擾簡化到與系統狀態無關。這種簡化的飛行控制方式常常會帶來飛行器的控制精度下降，飛行器的自適應能力減弱等問題。

發明內容

針對飛行器的飛行控制技術中的上述技術問題，本發明提出一種基于滑模控制的飛行控制方法。該飛行控制方法通過使干擾系數與控制變量相關聯，從而使擾動量更接近飛行器的真實飛行狀態，進而提高飛行器的控制精度。

本發明的一個方面提供了一種基于滑模控制的飛行器控制方法，其用于集總干擾值存在上限的飛行擾動控制。該飛行控制方法包括：建立干擾系數與滑模面的關聯函數；將所述干擾系數引入至滑模控制的控制律函數，以及根據所述控制率函數控制飛行器飛行。

在一個實施例中，所述干擾系數包括第一干擾系數、第二干擾系數和第三干擾系數；集總干擾的上限值為由所述第一干擾系數導致的第一干擾量、所述第二干擾系數導致的第二干擾量以及所述第三干擾系數導致的第三干擾量之和；并且在所述集總干擾中，所述第一干擾量與系統狀態無關，所述第二干擾量和所述第三干擾量與系統狀態有關。

在一個實施例中，所述第二干擾量為控制變量的一次函數，且所述第三干擾量為控制變量的二次函數。

在一個實施例中，所述第二干擾量₂＝d₁||x||，所述第三干擾量₃＝d₂||x||²；其中d₁為第二干擾系數，d₂為第三干擾系數。

在一個實施例中，集總干擾滿足：||Δ||≤d₀+d₁||x||+d₂||x||²；其中d₀為第一干擾系數。

在一個實施例中，所述第一干擾系數d₀、所述第二干擾系數d₁和所述第三干擾系數d₂與滑模控制變量s滿足如下條件：其中d₀，d₁，d₂，均為常數，且滿足：且c₀，p₀，c₁，p₁，c₂，p₂均為常數。