一种弹性飞行器的自抗扰姿态控制方法技术

一种弹性飞行器的自抗扰姿态控制方法，包括步骤：1、设计弹性滤波器；2、设计含混合位移及速度量测和弹性模型的扩张状态观测器ESO；3、姿态运动总扰动补偿和弹性模态抑制的自抗扰控制ADRC律。当第一阶弹性模态频率和控制系统带宽接近时，设计一种弹性滤波器，过滤掉除了第一阶弹性模态之外的其它弹性模态，减小系统稳定裕度的损失，增加系统的相位裕度。利用混合位移及混合速度量测和弹性模型的扩张状态观测器，获得刚体信号、第一阶弹性模态信号和姿态运动总扰动的估计值；控制律中刚体运动状态估计信号的PD反馈和刚体运动总扰动的补偿部分，实现在参数拉偏、多模态弹性耦合和风等其它干扰力和干扰力矩下姿态运动的动态响应和控制精度的一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种弹性飞行器的自抗扰姿态控制方法
本专利技术属于弹性飞行器姿态控制的设计领域，具体内容涉及到针对带有模型不确定性、飞行器弹性耦合和外扰的飞行器姿态控制问题。
技术介绍
为了使飞行器有更好的性能，如今飞行器的设计越来越倾向于机体更轻更长，这使得在设计控制律时，原本可以忽略不计的弹性模态要纳入考虑范畴，原因如下：1.由于机体轻且长，使得各阶弹性模态的频率降低，甚至第一阶弹性模态的频率更接近控制系统带宽；2.由于弹性模态的影响，系统量测不再是刚体模态而是刚体模态和弹性模态的叠加，如果直接利用系统输出做反馈，会激发弹性模态甚者会使系统不稳定；3.弹性模态和刚体模态的耦合加强，此时，如果对弹性模态的振动不进行很好的控制会影响刚体姿态的控制精度，反之，刚体姿态的动态响应也会影响弹性模态的收敛。因此，如何合理有效地设计控制律抑制弹性振动带来的影响是弹性飞行器控制设计的一个关键问题。除此之外，外界扰动力和扰动力矩，例如风干扰，以及模型存在不确定性同样也给控制带来难度。针对弹性飞行器的控制设计，现有研究中的控制设计方法，主要可分为两类，一类是假设系统量测为刚体姿态，把弹性模态视为扰动处理；另一类是设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种弹性飞行器的自抗扰姿态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(一)：设计弹性滤波器弹性滤波器只过滤掉除第一阶弹性模态外的其它弹性模态，得到

【技术特征摘要】
1.一种弹性飞行器的自抗扰姿态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(一)：设计弹性滤波器弹性滤波器只过滤掉除第一阶弹性模态外的其它弹性模态，得到和的估计值y1l,y2l；步骤(二)：设计含混合位移及速度量测和弹性模型的扩张状态观测器ESO；考虑包含刚体运动和第一阶弹性模态的运动方程：其中，式(3)中，刚体运动是开环不稳定的，因此控制设计需要考虑两个方面，一是刚体模态的比例-微分PD反馈，使刚体动态响应快而平稳；二是补偿扰动，姿态运动的扰动体现在刚体运动方程(3)中的f1(·)和w；f1(·)是由舵偏角加速度及弹性动态的耦合对飞行姿态运动的影响，w是风和结构干扰及和干扰力矩对姿态运动的总和影响；又因为气动力矩参数(b1,b2)也存在强不确定性，令为姿态运动的总扰动，则这个总扰动为进行姿态控制时需要估计并补偿的扰动量；而第一阶弹性模态特性是自稳定的，但会对刚体运动产生扰动，因此控制设计还需要考虑加入的反馈来使弹性运动快速稳定；令z＝(z1,z2,z3,z4,z5)T,设计如下含混合位移及速度量测和第一阶弹性模型的ESO：其中，z为ESO得到的估计值，为z的导数，z1为对刚体模态运动状态的估计信号，z2为第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄一，钟声，陈森，薛文超，
申请(专利权)人：中国科学院数学与系统科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11