[發(fā)明專利]一種采用非線性自適應(yīng)滑模的飛行器攻角控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011003314.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN112068444B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷軍委;李恒;晉玉強(qiáng);王瑞奇;李輝;于進(jìn)勇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍海軍航空大學(xué)
• 主分類號(hào): G05B13/04
• 分類號(hào): G05B13/04
• 代理公司: 北京麥匯智云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11754
• 代理人: 曹治麗

1.一種采用非線性自適應(yīng)滑模的飛行器攻角控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S10，在高速飛行器上安裝攻角傳感器，對(duì)飛行器攻角進(jìn)行測(cè)量，并與攻角指令信號(hào)進(jìn)行比較，得到攻角誤差信號(hào)，然后安裝陀螺儀測(cè)量飛行器的俯仰角速度，對(duì)飛行器俯仰舵偏角進(jìn)行測(cè)量；

步驟S20，對(duì)所述的攻角誤差指令，分別依次進(jìn)行積分與非線性積分，得到誤差的積分信號(hào)與非線性積分信號(hào)，然后對(duì)所述的舵偏角與俯仰角速度信號(hào)與攻角誤差信號(hào)進(jìn)行組合，得到非線性滑模面信號(hào)；

步驟S30，根據(jù)所述的非線性滑模面信號(hào)與攻角誤差信號(hào)以及飛行器的受力與力矩分析的相關(guān)函數(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)自適應(yīng)規(guī)律，并組成滑模自適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)；

步驟S40，根據(jù)所述的非線性滑模面信號(hào)與攻角誤差值以及飛行器的受力與力矩分析的相關(guān)函數(shù)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)不確定性的魯棒自適應(yīng)項(xiàng)與等效控制項(xiàng)；

步驟S50，根據(jù)所述的非線性滑模面信號(hào)，設(shè)計(jì)滑模反饋控制項(xiàng)，并與所述的等效控制項(xiàng)、滑模自適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)與系統(tǒng)不確定性的魯棒自適應(yīng)控制項(xiàng)進(jìn)行組合，得到最終的非線性滑模控制律，輸送給飛行器俯仰舵系統(tǒng)，控制俯仰舵機(jī)，實(shí)現(xiàn)俯仰通道的給定攻角跟蹤。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用非線性自適應(yīng)滑模的飛行器攻角控制方法，其特征在于，根據(jù)攻角誤差指令，分別依次進(jìn)行積分與非線性積分，得到誤差的積分信號(hào)與非線性積分信號(hào)，然后對(duì)所述的舵偏角與俯仰角速度信號(hào)與誤差信號(hào)進(jìn)行組合，得到非線性滑模面信號(hào)包括：

e＝α-α^d；

s₁＝∫edt；

s₃＝(1+δ²+ω²)e；

w＝s₁+c₁s₂+c₂s₃；

其中α為飛行器攻角信號(hào)，α^d為飛行器的攻角指令信號(hào)，e為攻角誤差信號(hào)，s₁為誤差積分信號(hào)，dt表示對(duì)時(shí)間信號(hào)積分，s₂為誤差的非線性積分信號(hào)，c₁、c₂、ε₁為常值參數(shù)，δ為俯仰舵偏角信號(hào)，ω為飛行器俯仰角速度，s₃為誤差非線性項(xiàng)，w為非線性滑模面信號(hào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用非線性自適應(yīng)滑模的飛行器攻角控制方法，其特征在于，根據(jù)所述的非線性滑模面與攻角誤差信號(hào)以及飛行器的受力與力矩分析的相關(guān)函數(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)自適應(yīng)規(guī)律，并組成滑模自適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)包括：

f₄＝a₁₁α³+a₁₂α|α|+a₁₃α+a₁₄；

f₅＝a₂₁α³+a₂₂α|α|+a₂₃α+a₂₄；

f₁＝1+α²+δ²f₁＝1+α²+δ²，f₂＝2α，f₃＝2δ；

其中a₁₁、a₁₂、a₁₃、a₁₄為飛行器受力分析時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的相關(guān)氣動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)；a₂₁、a₂₂、a₂₃、a₂₄為飛行器力矩分析時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的相關(guān)氣動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)；f₄為根據(jù)飛行器的氣動(dòng)參數(shù)數(shù)據(jù)的構(gòu)造飛行器受力相關(guān)的函數(shù)，f₅為構(gòu)造飛行器受力矩相關(guān)的函數(shù)；其中w₁為滑模自適應(yīng)補(bǔ)償項(xiàng)，為自適應(yīng)系數(shù)，其初始值取0；k₁、k₂、k₃、k₄、T₁、ε₂為常值參數(shù)。