[發明專利]一種基于自適應反演的飛行器俯仰角跟蹤方法

有效

• 申請號: 202010220534.0
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111290423B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李靜;梁國強;王哲
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G05D1/08
• 分類號: G05D1/08
• 代理公司: 北京麥匯智云知識產權代理有限公司 11754
• 代理人: 廖斌

1.一種基于自適應反演的飛行器俯仰角跟蹤方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S10，在飛行器上安裝姿態陀螺儀，測量飛行器俯仰角；再安裝速率陀螺儀，測量飛行器的俯仰角速率；

步驟S20，根據飛行器的俯仰通道控制任務，設置俯仰角指令信號，再與飛行器俯仰角信號進行比較得到俯仰角誤差信號如下：

e₁＝θ^d-θ；

其中θ^d為俯仰角指令信號，θ為飛行器俯仰角信號，e₁為俯仰角誤差信號；

步驟S30，根據所述的俯仰角誤差信號，根據自適應算法，設計俯仰角相關未知參數的自適應估計量如下：

其中為俯仰角相關未知參數的自適應估計量的增長量，為其第n個數據，其初始值選取為0；T是數據間的時間間隔，k_2a、k_2b、ε₁為常值參數；即為所求的俯仰角相關未知參數的自適應估計量；

步驟S40，根據所述的未知參數的自適應估計量，采用反演控制方法，設計飛行器俯仰角速率的期望值如下：

其中e₁為俯仰角誤差信號，e_1a為誤差非線性項；為俯仰角相關未知參數的自適應估計量，k₁₁、k₁₂為常值參數；即為飛行器俯仰角速率的期望值；

步驟S50，根據所述的飛行器俯仰角速率的期望值，設計近似微分估計器，計算飛行器俯仰角速率的期望值的近似微分信號如下：

w_d2＝-w₀

w₁(n+1)＝w₁(n)+w_d1T；

w₂(n+1)＝w₂(n)+w_d2T；

其中為飛行器俯仰角速率的期望值，w₁與w₂為近似微分估計器的狀態，設置其初始值為0，即w₁(1)＝0，w₂(1)＝0，w₁(n)為狀態w₁的第n個數據，w₂(n)為狀態w₂的第n個數據，T為數據間的時間間隔；w₀為狀態誤差量，w_d1為狀態w₁的增長量，w_d2為狀態w₂的增長量，Γ₀、Γ₁、Γ₂、ε_a為常值參數；w_d1即為最終的飛行器俯仰角速率的期望值的近似微分信號；

步驟S60，根據俯仰角速率信號與飛行器俯仰角速率信號的期望值，進行比較得到俯仰角速率誤差信號，采用自適應方法，計算俯仰角速率相關未知參數的估計量如下：

其中為飛行器俯仰角速率信號的期望值，ω為俯仰角速率信號，e₂為俯仰角速率誤差信號，為俯仰角速率相關未知參數的增長量，k₅₁、k₅₂、k₆₁、k₆₂、ε₃、ε₄為未知參數；為俯仰角速率相關未知參數的估計值，其初始值為0，即T是數據間的時間間隔；

步驟S70，根據所述的俯仰角速率誤差信號、俯仰角誤差信號與俯仰角速率相關未知參數的估計量，采用反演自適應方法，設計估計量，設計俯仰通道的控制律如下：

其中e₂為俯仰角速率誤差信號、e₁為俯仰角誤差信號、w_d1為俯仰角速率相關未知參數的估計量、ω為俯仰角速率信號、為俯仰角速率相關未知參數的估計值，u_a為輔助控制量，k_w1、k_w2、k_w3、k_u1、k_u2、k_u3為常值控制參數，dt表示對時間信號積分；u為最終的俯仰通道控制量。