[发明专利]基于滑模控制的飞行控制方法

说明书

本发明公开了一种基于滑模控制的飞行器控制方法，其用于集总干扰值存在上限的飞行扰动控制。该飞行控制方法包括：建立干扰系数与滑模面的关联函数；将所述干扰系数引入至滑模控制的控制律函数，以及根据所述控制率函数控制飞行器飞行。该飞行控制方法通过使干扰系数与控制变量相关联，从而使扰动量更接近飞行器的真实飞行状态，进而提高飞行器的控制精度。

技术领域

本发明涉及飞行器控制技术领域，具体涉及一种基于滑模控制的飞行器控制方法。

背景技术

飞行器的飞行控制是飞行器的核心技术之一。飞行器在空间的运动是非常复杂的，为了使飞行器的控制得以简化，通常情况下，可以将飞行器在空间的飞行姿态划分为俯仰、滚动和偏航。从而通过对飞行器的飞行角度进行控制，实现飞行器的飞行姿态的控制。

滑模控制也被称为变结构控制，属于一种特殊的非线性控制。与其它控制方式不同，这种控制策略的系统结构并不固定，而是可以在动态过程中，根据系统的当前状态有目的的不断变化，迫使系统按照预定滑动模态的状态轨迹运动。由于滑动模态可以进行设计且与对象参数及扰动无关，这就使滑动控制具有快速响应、对应参数变化及扰动不灵敏、无需系统在线辨识、物理实现简单等优点。

然而，对于飞行控制中的有界干扰而言，在实际的工程设计中，常常会对集总干扰进行大幅度简化。即通过令与系统状态有关的项的干扰系数为零，从而可以将集总干扰简化到与系统状态无关。这种简化的飞行控制方式常常会带来飞行器的控制精度下降，飞行器的自适应能力减弱等问题。

发明内容

针对飞行器的飞行控制技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于滑模控制的飞行控制方法。该飞行控制方法通过使干扰系数与控制变量相关联，从而使扰动量更接近飞行器的真实飞行状态，进而提高飞行器的控制精度。

本发明的一个方面提供了一种基于滑模控制的飞行器控制方法，其用于集总干扰值存在上限的飞行扰动控制。该飞行控制方法包括：建立干扰系数与滑模面的关联函数；将所述干扰系数引入至滑模控制的控制律函数，以及根据所述控制率函数控制飞行器飞行。

在一个实施例中，所述干扰系数包括第一干扰系数、第二干扰系数和第三干扰系数；集总干扰的上限值为由所述第一干扰系数导致的第一干扰量、所述第二干扰系数导致的第二干扰量以及所述第三干扰系数导致的第三干扰量之和；并且在所述集总干扰中，所述第一干扰量与系统状态无关，所述第二干扰量和所述第三干扰量与系统状态有关。

在一个实施例中，所述第二干扰量为控制变量的一次函数，且所述第三干扰量为控制变量的二次函数。

在一个实施例中，所述第二干扰量₂＝d₁||x||，所述第三干扰量₃＝d₂||x||²；其中d₁为第二干扰系数，d₂为第三干扰系数。

在一个实施例中，集总干扰满足：||Δ||≤d₀+d₁||x||+d₂||x||²；其中d₀为第一干扰系数。

在一个实施例中，所述第一干扰系数d₀、所述第二干扰系数d₁和所述第三干扰系数d₂与滑模控制变量s满足如下条件：其中d₀，d₁，d₂，均为常数，且满足：且c₀，p₀，c₁，p₁，c₂，p₂均为常数。