[发明专利]基于多控制器融合的无尾飞行器协调转弯控制方法

摘要

本发明公开了一种基于多控制器融合的无尾飞行器协调转弯控制方法，属于飞行器自动控制技术领域。本发明将控制器分为内环控制和外环控制；其中内环控制以鲁棒自适应非线性逆控制为主控制器，并采用H∞次最优控制为补偿器，而外环控制器采用非线性逆控制。本发明结合无尾飞行器在转弯中的运动学特性，将多控制方法相融合，从而解决了无尾飞行器在转弯过程中存在的非线性耦合、航向静不稳定以及不确定扰动等问题，采用多控制器协调组合的控制方式使得无尾飞行器稳定、准确、快速地完成协调转弯。

主权项

一种基于多控制器融合的无尾飞行器协调转弯控制方法,其特征在于：所述多控制器分为对滚转角速率p与偏航角速率r的内环控制、对航迹滚转角φw和侧滑角β的外环控制；所述内环控制以鲁棒自适应非线性逆控制为主控制器，并采用H∞次最优控制为补偿器，外环控制器采用非线性逆控制；其控制过程包括：1)、外环控制器根据制导环节的期望指令与飞行器当前的航迹滚转角φw与侧滑角β状态反馈，通过求逆运算得到滚转角速率p、偏航角速率r的期望值并输出到鲁棒模型参考控制器；2)、鲁棒模型参考控制器接收到来自外环控制器的期望指令,并依据参考模型动态与飞行器实际输出的动态误差e来自适应调节鲁棒模型参考控制器的参数，得出鲁棒模型参考自适应控制量；3)、H∞补偿器依据动态误差e对鲁棒模型参考控制器进行补偿并和步骤2)所得到的鲁棒模型参考自适应控制量综合得到鲁棒自适应虚拟滚转控制力矩与偏航控制力矩Na输出到内环逆控制器；4)、内环逆控制器根据鲁棒自适应虚拟滚转控制力矩与偏航控制力矩Na以及飞行器当前的状态反馈，通过逆控制抵消飞行器的非线性耦合项，得到飞行器当前所需要的真实滚转控制力矩与偏航控制力矩N并输出到控制分配环节；5)、控制分配环节将所需的控制力矩量δ分配到飞行器的各个执行舵机，实现协调转弯控制。