申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2024-01-04

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117519257B

主分类号：G05D1/46

分类号：G05D1/46;G05D1/49

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本申请属于飞行器控制技术领域，涉及一种基于反步法的超声速巡航高度控制方法，包括：获取超声速巡航飞行器的动力参数，并构建超声速巡航飞行器的动力学模型；将超声速巡航飞行器的动力学模型表示为严格反馈形式；根据动力学模型的严格反馈形式，基于反步法，设计超声速巡航飞行器的高度子系统的控制律和速度子系统的控制律，并根据高度子系统的控制律和速度子系统的控制律，生成超声速巡航飞行器的控制指令；获取超声速巡航飞行器的高度指令，并根据超声速巡航飞行器的控制指令，对超声速巡航飞行器进行高度控制。采用本申请能够提高控制的鲁棒性和稳定性。

主权项：1.一种基于反步法的超声速巡航高度控制方法，其特征在于，包括：获取超声速巡航飞行器的动力学参数，并构建超声速巡航飞行器的动力学模型；将超声速巡航飞行器的动力学模型表示为严格反馈形式；根据动力学模型的严格反馈形式，基于反步法，设计超声速巡航飞行器的高度子系统的控制律和速度子系统的控制律，并根据高度子系统的控制律和速度子系统的控制律，生成超声速巡航飞行器的控制指令；获取超声速巡航飞行器的高度指令，并根据超声速巡航飞行器的控制指令，对超声速巡航飞行器进行高度控制；将超声速巡航飞行器的动力学模型表示为严格反馈形式，包括： ；式中，为飞行速度，为节流阀系数，为节流阀开度，为速度系数，为速度扰动，为飞行高度，为航迹角，为高度扰动，为俯仰角系数，为俯仰角，为航迹角系数，为航迹角扰动，为俯仰角速率，为俯仰角扰动，为舵偏角系数，为舵偏角，为俯仰角速率系数，为俯仰角速率扰动，为的一阶微分；其中： ；式中，为大气密度，为参考面积，为推力系数对节流阀开度偏导数，为攻角，为质量，为阻力系数，为引力加速度，为推力系数常数，为升力系数对攻角的偏导数，为推力系数，为舵偏系数，为绕本体系轴的转动惯量，为攻角项力矩系数，为角速度项力矩系数；高度子系统的控制律，包括：设计李雅普诺夫函数，构造虚拟控制量，并对李雅普诺夫函数进行求导和变换，根据目标高度指令，依次反推得到：虚拟航迹角指令、虚拟俯仰角指令、虚拟角速度指令以及舵偏角指令；设计李雅普诺夫函数，构造虚拟控制量，并对李雅普诺夫函数进行求导和变换，根据目标高度指令，依次反推得到：虚拟航迹角指令、虚拟俯仰角指令、虚拟角速度指令以及舵偏角指令，包括：设计李雅普诺夫函数，构造虚拟航迹角指令，并对李雅普诺夫函数进行求导和变换，根据目标高度指令，反推得到虚拟航迹角指令： ； ； ； ；式中，为构造虚拟航迹角指令的李雅普诺夫函数，为高度偏差，为飞行高度，为目标高度指令，为虚拟航迹角指令，为飞行速度，为的导数，为的一阶微分；设计李雅普诺夫函数，构造虚拟俯仰角指令，并对李雅普诺夫函数进行求导和变换，根据虚拟航迹角指令，反推得到虚拟俯仰角指令： ； ； ； ；式中，为构造虚拟俯仰角指令的李雅普诺夫函数，为航迹角偏差，为航迹角，为虚拟俯仰角指令，为俯仰角系数，为航迹角系数，为的导数，为对采用动态面控制技术的结果；设计李雅普诺夫函数，构造虚拟角速度指令，并对李雅普诺夫函数进行求导和变换，根据虚拟俯仰角指令，反推得到虚拟角速度指令： ； ； ； ；式中，为构造虚拟角速度指令的李雅普诺夫函数，为俯仰角偏差，为俯仰角，为虚拟角速度指令，为对采用动态面控制技术的结果，为的导数；设计李雅普诺夫函数，构造舵偏角指令，并对李雅普诺夫函数进行求导和变换，根据虚拟角速度指令，反推得到舵偏角指令： ； ； ；式中，为构造舵偏角指令的李雅普诺夫函数，为俯仰角速率偏差，为舵偏角指令，为舵偏角系数，为对采用动态面控制技术的结果，为俯仰角速率系数，为的导数。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 一种基于反步法的超声速巡航高度控制方法

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