无人直升机编队控制方法及控制系统技术方案
【技术实现步骤摘要】
无人直升机编队控制方法及控制系统
本专利技术涉及航空航宇推进控制
，尤其涉及一种无人直升机编队控制方法及控制系统。
技术介绍
无人直升机是指通过无线电地面遥控飞行或者自主控制飞行的可垂直起降不载人飞行器，它具备垂直起飞、空中悬停以及前后左右飞行等特点。无人直升机的高机动性和轻便隐蔽性使得世界各国将其列为军事发展的一个重要内容，在军事战场中的用途十分广泛，主要包括军事侦察和和军事通信两个方面；在民用方面，主要应用于勘测、航拍、巡线、灭火救灾等方面。无人直升机诸多的新特性如：垂直起降、空中悬停和侧飞后飞等使其在在控制方面与固定翼飞机存在着很大的差异，从而对飞控系统提出了更高的要求。对于无人直升机飞控系统的研究是以在保证飞机安全的前提下提升其飞行的性能为目的的。因此，性能优秀且设计简便的PID反馈控制一直作为无人直升机飞控系统设计的主要采用方法。然而，无人直升机的模型参数不确定性对飞控系统的设计带来了很多技术上的难点。首先，无人直升机的数学模型复杂而且阶次高，飞控系统在内部参数变化要求下必须具有较强的稳定性和鲁棒性。其次，在产生不同模态之间切换情况下，飞控系统反应...
【技术保护点】
一种无人直升机编队控制方法，其特征在于，以给定的长机飞行指令作为状态反馈输出跟踪的模型参考自适应飞控系统的输入，从而得到长机的飞行控制机构的控制输入量，并利用所得到的控制输入量对长机的飞行控制机构进行控制；同时，根据长机的实际飞行状态和僚机的实际飞行状态，计算出僚机相对于长机的相对位置误差，然后将所述相对位置误差输入编队保持控制器中，得到僚机的飞行指令；接着以僚机的飞行指令作为状态反馈输出跟踪的模型参考自适应飞控系统的输入，从而得到僚机的飞行控制机构的控制输入量，并利用所得到的控制输入量对僚机的飞行控制机构进行控制。
【技术特征摘要】
1.一种无人直升机编队控制方法，其特征在于，以给定的长机飞行指令作为状态反馈输出跟踪的模型参考自适应飞控系统的输入，从而得到长机的飞行控制机构的控制输入量，并利用所得到的控制输入量对长机的飞行控制机构进行控制；同时，根据长机的实际飞行状态和僚机的实际飞行状态，计算出僚机相对于长机的相对位置误差，然后将所述相对位置误差输入编队保持控制器中，得到僚机的飞行指令；接着以僚机的飞行指令作为状态反馈输出跟踪的模型参考自适应飞控系统的输入，从而得到僚机的飞行控制机构的控制输入量，并利用所得到的控制输入量对僚机的飞行控制机构进行控制。2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述编队保持控制器的表达式具体如下：ux＝uL*cos(ψe)+kxexuy＝uL*sin(ψe)+kyey其中，uwc,ψwc分别为给僚机沿x轴方向的飞行速度指令和航向角指令，uL为长机沿x轴方向的飞行速度，ψe＝ψL-ψW为长机与僚机的航向误差，ex,ey为长机、僚机之间的相对位置误差，kx,ky为编队保持控制器参数。3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述状态反馈输出跟踪的模型参考自适应飞控系统使用以下参考模型：其中，Δum(t),ΔHm(t),Δψm(t)为参考模型输出，Δuc(t),ΔHc(t),Δψc(t)为参考模型输入，Δuc(t)为沿x轴方向速度指令信号，ΔHc(t)为高度指令信号，Δψc(t)为偏航角指令信号，p1～p5是配置的稳定极点，s是复变量。4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述状态反馈输出跟踪的模型参考自适应飞控系统使用以下标称控制器：其中，是标称控制器参数，Δx为状态量,Δr为参考输入。5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述状态反馈输出跟踪的模型参考自适应飞控系统使用以下自适应控制律：自适应更新参数为：式中，Δx为状态量，Δr为参考输入，Δu为控制器输入，和K2(t)为控制器参数，自适应更新参数Θ(t)为标称控制器参数的趋近律；所述自适应控制律包括自适应控制参数函数和误差更新函数，其中，自适应控制参数函数为：误差更新函数为：其中，辅助变量定义如下：f(s)是稳定的多项式，h(s)＝1/f(s)，且h(s)ξm(s)为真矩阵；ω(t)＝[ΔxT(t),ΔrT(t)]T为新的状态量函数；ζ(t)＝h(s)[ω](t)为自适应更新函数中间变量；ξ(t)＝ΘT(t)ζ(t)-h(s)[ΘTω](t)为自适应更新函数中间变量；ε(t)＝Kph(s)[Δu-Θ*Tω](t)+Ψ(t)ξ(t)为估计误差；为归一化函数；SP∈RM×M为可调自适应增益矩阵，使得...
【专利技术属性】
技术研发人员：甄子洋，许玥，廖智麟，黄一敏，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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