[发明专利]一种应用于悬挂负载直升机的新型离散全镇定控制方法

权利要求书

1.一种应用于悬挂负载直升机的新型离散全镇定控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、得出悬挂负载直升机简化数学模型的动力学方程，并采集相关参数；将负载视为质点，所述动力学方程表达式为：

其中，x为直升机位移，v为直升机速度，为直升机加速度，θ为负载摆动角，ω为负载摆动角速度，为负载摆动角加速度，f_h为直升机水平驱动力，上述变量中均省略了作为自变量的时间变量t；采集悬挂负载直升机相关参数用于建模和直升机质量M，负载质量m，绳索长度l；

S2、根据步骤S1中的动力学方程，结合零化动力学和梯度动力学方法，得出全镇定连续控制器，实现悬挂负载直升机位移与负载摆动角的同时镇定控制；所述全镇定连续控制器为：其中，λ为控制参变量，通过采用梯度动力学方法，得出如下表达式：ψ_h和ψ_λ均代表映射函数符号；将控制参变量λ的表达式代入全镇定连续控制器中，控制悬挂负载直升机速度最终为零以及负载摆动角最终也为零，即实现悬挂负载直升机位移和负载摆动角的同时镇定控制；

S3、由于计算机只能处理数字量，根据步骤S2中得出的全镇定连续控制器，采用新型离散公式获得用于计算机数字控制的控制输入量和控制参变量，从而实现计算机同时控制悬挂负载直升机位移与负载摆动角；所述新型离散公式，其表达式为：

其中，τ为计算机数字控制的采样间隔，c₁，c₂，c₃，···c_n+1为常系数。

2.根据权利要求1所述的一种应用于悬挂负载直升机的新型离散全镇定控制方法，其特征在于，采用步骤S3中所述的新型离散公式获得了如下的用于计算机数字控制的控制输入量f_h(t_k+1)和控制参变量λ(t_k+1)，进而实现计算机同时控制悬挂负载直升机位移与负载摆动角：

相应地，采用所述新型离散公式，也得到x(t_k+1)，v(t_k+1)，θ(t_k+1)，ω(t_k+1)；将控制参变量λ(t_k+1)代入计算机数字控制的控制输入量f_h(t_k+1)中，控制悬挂负载直升机速度v(t_k+1)最终为零以及负载摆动角θ(t_k+1)最终也为零。