[发明专利]基于自适应准最优高阶滑模控制的无人机飞行控制方法

权利要求书

1.一种基于自适应准最优高阶滑模控制的无人机飞行控制方法，其特征在于，包括：

获取待控制无人机的第一位姿向量；

将所述第一位姿向量作为预设位姿控制模型的输入，根据所述预设位姿控制模型的预设积分滑膜面和预设控制率获得所述预设位姿控制模型输出的控制信号，其中，所述预设位姿控制模型为以位姿为状态变量的预设二阶积分链模型，所述预设控制率使得所述预设二阶积分链模型的状态变量在到达预设平衡状态时，预设线性二次型指标最小；

根据所述控制信号控制所述待控制无人机。

2.根据权利要求1所述的基于自适应准最优高阶滑模控制的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述预设位姿控制模型包括预设姿态控制模型、预设垂直位置控制模型和预设水平位置控制模型，所述第一位姿向量包括第一姿态向量、第一垂直位置和第一水平位置向量；

将所述第一位姿向量作为预设位姿控制模型的输入，根据所述预设位姿控制模型的预设积分滑膜面和预设控制率获得所述预设积分链控制模型输出的控制信号，包括：

分别将所述第一姿态向量、所述第一垂直位置和所述第一水平位置向量对应作为所述预设姿态控制模型、所述预设垂直位置控制模型和所述预设水平位置控制模型的输入，分别根据各模型的预设积分滑膜面和预设控制率获得各预设积分链控制模型输出的姿态控制信号、垂直位置控制信号和水平位置控制信号。

3.根据权利要求2所述的基于自适应准最优高阶滑模控制的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述预设位姿控制模型输出的控制信号为名义控制信号与自适应控制信号之和，所述名义控制信号根据所述预设积分滑膜面和所述预设控制率获得，所述自适应控制信号根据所述预设积分滑膜面、所述预设控制率和自适应参数获得，其中所述自适应参数的更新率根据所述预设积分滑膜面和所述预设控制率获得。

4.根据权利要求3所述的基于自适应准最优高阶滑模控制的无人机飞行控制方法，其特征在于，所述预设位姿控制模型根据下述模型获得：

其中，i＝1,2,...,l-1,l为大于1的整数，z_i,......,z_l为状态变量，v_n为预设控制率并由下式获得：

其中，为正定的对角矩阵，P为如下状态黎卡提方程的正定解

其中，0_(·)×(·)和I_(·)×(·)为相应维度的零矩阵和单位矩阵，δ为正实数，Q＝Q^T,α_i＝diag(α_i1,…,α_in)，

α_(l+1)j＝1,α_lj＝α,j＝1,2,...,n；对任意ε∈(0,1),α∈(1-ε,1)

所述预设线性二次型指标根据下式获得：

其中，t为时间变量，

所述平衡状态根据下式获得：

v_n0＝-K₁Sgn(z₁)-…-K_iSgn(z_i)-…-K_lSgn(z_l)

其中，v_n0平衡状态，K₁,K₂,...K_l均为正常数，且多项式λ^l+k_ljλ^l-1+…+k_2jλ+k_1j是赫尔维茨稳定的，K_i＝diag(k_i1,…,k_ij,…,k_in),i＝1,2,...,l,j＝1,2,...,n。