【技术实现步骤摘要】
一种采用力与力矩自适应估计的高速飞行器攻角跟踪方法
本专利技术涉及飞行器飞行器控制领域，具体而言，涉及一种采用反演与自适应方法实现高速飞行器攻角跟踪控制的方法。
技术介绍
攻角是飞行器高速运动时所受机动力的主要来源，因此对飞行器的攻角进行指令跟踪控制，对飞行器系统的稳定性与飞行任务的实现，都具有重要的作用。同时，飞行器高速运动时带来的空气动力学复杂性导致其受力与力矩的分析难以得到准确的结果。因此要求飞行器攻角跟踪控制算法具有很好的自适应能力，能够补偿模型的不确定与干扰带来的不利影响。传统的飞行器一般采用PID控制算法，比较成熟，但其是基于线性系统理论发展起来的一套控制方法，在很多工业控制领域取得了很好的应用。但高速飞行器具有十分复杂的非线性与时变特性，PID算法无法在理论上圆满解决其模型不确定以及强非线性特性。基于上述背景原因，本专利技术提出了一种基于飞行器受力与力矩分析得到的特定模式的自适应方法，补偿控制器中的力与力矩不确定性，同时通过反演与反馈控制实现高速运动飞行器攻角的准确控制，具有很高的理论与工程应用...
【技术保护点】
1.一种采用力与力矩自适应估计的高速飞行器攻角跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤S10，在高速飞行器上安装攻角传感器，对飞行器攻角进行测量，并与攻角指令信号进行比较，得到攻角误差信号，然后安装陀螺仪测量飞行器的俯仰角速度；/n步骤S20，对所述的攻角指令信号进行滤波微分求取攻角指令信号的微分信号，然后针对飞行器俯仰舵偏角与攻角误差信号，设计舵偏攻角自适应补偿项；/n步骤S30，根据飞行器的受力分析，构造飞行器的受力自适应补偿项，并基于攻角误差信号，设计受力相关系数的自适应估计规律；/n步骤S40，根据攻角误差，设计攻角误差反馈控制项与力的不确定性鲁棒控制项，并与攻...
【技术特征摘要】
1.一种采用力与力矩自适应估计的高速飞行器攻角跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10，在高速飞行器上安装攻角传感器，对飞行器攻角进行测量，并与攻角指令信号进行比较，得到攻角误差信号，然后安装陀螺仪测量飞行器的俯仰角速度；
步骤S20，对所述的攻角指令信号进行滤波微分求取攻角指令信号的微分信号，然后针对飞行器俯仰舵偏角与攻角误差信号，设计舵偏攻角自适应补偿项；
步骤S30，根据飞行器的受力分析，构造飞行器的受力自适应补偿项，并基于攻角误差信号，设计受力相关系数的自适应估计规律；
步骤S40，根据攻角误差，设计攻角误差反馈控制项与力的不确定性鲁棒控制项，并与攻角指令信号的微分信号、舵偏攻角自适应补偿项以及受力自适应补偿项相结合，构造俯仰角速度的期望信号；
步骤S50，根据所述的俯仰角速度期望信号，进行滤波微分求取俯仰角速率期望信号的滤波微分信号，并将俯仰角速度的测量信号与期望信号进行比较，得到俯仰角速度的误差信号；
步骤S60，根据飞行器的力矩分析，构造飞行器的力矩自适应补偿项，并基于俯仰角速度误差信号，设计力矩相关系数的自适应估计规律；
步骤S70,根据所述的俯仰角速度误差信号，设计角速度误差反馈控制项与力矩不确定性鲁棒控制项，并与俯仰角速度期望信号的微分信号、力矩自适应补偿项相结合，形成俯仰舵偏角的期望信号；
步骤S80,根据所述的俯仰舵偏角期望信号与俯仰舵偏角的反馈信号进行比较，得到舵偏角误差信号，然后设计基于舵偏角误差的反馈控制信号与自适应控制信号，形成最终的俯仰舵机输入信号，实现飞行器俯仰通道的攻角跟踪控制。
2.根据权利要求1一种采用力与力矩自适应估计的高速飞行器攻角跟踪方法，其特征在于，对所述的攻角指令信号进行滤波微分求取攻角指令信号的微分信号，然后针对飞行器俯仰舵偏角与攻角误差信号，设计舵偏攻角自适应补偿项包括：
z1＝α-αd；
其中α为在高速飞行器上安装攻角传感器测量所得的攻角信号，αd为攻角指令信号，z1为攻角误差信号。αd1为攻角期望信号的滞后信号，其中T1、T0为时间常数，ε1为常值参数，而s为传递函数的微分算子，表示求导。αdd为攻角指令微分信号。其中为舵偏攻角补偿系数，δ为飞行器舵偏角信号。即为舵偏攻角补偿系数，其初始值为0，即f11为舵偏攻角自适应补偿项。
3.根据权利要求1一种采用力与力矩自适应估计的高速飞行器攻角跟踪方法，其特征在于，构造飞行器的受力自适应补偿项，并基于攻角误差信号，设计受力相关系数的自适应估计规律包括：
其中a11、a12、a13、a14、a15、a16为飞行器受力分析时通过实验得到的相关气动参数数据，与为受力相关系数，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：高广顺，张沛帆，林云，
申请(专利权)人：山东创惠电子科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。