申请/专利权人：天目山实验室;北京航空航天大学

申请日：2024-03-15

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN117891281A

主分类号：G05D1/495

分类号：G05D1/495;G05D1/46;G05D101/10;G05D109/20

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.04.16#公开

摘要：本发明公开了一种基于嵌套双模态的二阶非奇异终端滑模飞行控制方法，利用高阶滑模控制方法，既能解决系统不确定问题，提高控制精度，又能解除相对阶为1的限制，减弱传统一阶滑模控制的抖振现象；同时结合线性滑模和终端滑模的动态特性，使系统状态在滑模动态面任意位置都能具有满意的收敛速度，实现全局快速收敛，并解决了终端滑模的奇异问题。

主权项：1.一种基于嵌套双模态的二阶非奇异终端滑模飞行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、进行动力学建模：S1-1、构建无人直升机的六自由度动力学简化模型；S1-2、根据步骤S1-1中得到的六自由度动力学简化模型改写为二阶形式，确定二阶形式的无人直升机动力学等效模型；S2、进行位置控制器设计：S2-1、定义两个误差，并将步骤S1-2得到的二阶形式的无人直升机动力学等效模型中的位置动力学方程进行改写，得到误差动态形式的位置动力学方程；S2-2、设计出基于嵌套双模态的位置环二阶非奇异终端滑模面；S2-3、结合步骤S2-1和S2-2引入指数趋近律，设计位置控制律；S2-4、利用Lyapunov函数证明步骤S2-3的稳定性；S3、逆向求期望姿态：S3-1、根据步骤S2-3获取期望控制力大小和方向；S3-2、根据步骤S3-1求出姿态期望值；S4、进行姿态控制器设计：S4-1、定义两个误差，并将步骤S1-2得到的二阶形式的无人直升机动力学等效模型中的姿态动力学方程进行改写，得到误差动态形式的姿态动力学方程；S4-2、设计出基于嵌套双模态的姿态环二阶非奇异终端滑模面；S4-3、结合步骤S4-1和S4-2引入指数趋近律，设计姿态控制律；S4-4、利用Lyapunov函数证明步骤S4-3的稳定性；S5、分配控制量：S5-1、根据步骤S4-3推导出期望控制力矩矢量；S5-2、根据步骤S2和S4得到虚拟控制量经公式换算分配到实际控制量上；S6、进行微分估计器设计：S6-1、根据步骤S2和S4来对滑模面一阶导数进行估计；S6-2、根据步骤S3使用二阶低通滤波器来对姿态期望的一阶、二阶导数进行估计；S7、基于上述步骤进行仿真验证。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天目山实验室;北京航空航天大学 一种基于嵌套双模态的二阶非奇异终端滑模飞行控制方法

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