旋翼飞行器滑模变结构的姿态控制方法技术

本发明专利技术涉及一种旋翼飞行器滑模变结构的姿态控制方法，包括如下步骤：1)建立旋翼飞行器模型；1.1)建立旋翼飞行器的运动学方程；1.2)建立旋翼飞行器的动力学方程；2)设计滑模姿态控制律；2.1)建立旋翼飞行器的动力学状态方程；2.2)设计滑动模态；2.3)设计滑模控制律；3)设计微分跟踪器；3.1)建立对二阶离散系统；3.2)构造最速控制综合函数；3.3)将带入二阶离散系统，得到微分跟踪器；4)设计非线性非光滑反馈控制律。本发明专利技术的旋翼飞行器滑模变结构的姿态控制方法，采用滑模变结构控制技术，在参数正负拉偏30％的条件下依然能够具有很好的控制平直，使得无人机的飞行控制品质具有很强的鲁棒性，有效保障了采用无人机自动飞行执行任务的可靠性。任务的可靠性。任务的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
旋翼飞行器滑模变结构的姿态控制方法


[0001]本专利技术属于无人机
，旨在设计一种无人机场无人化值班飞行控制技术，使其在核电站等重要场所自主化巡逻、安全保障领域使用过程中能够更加稳定和可靠。

技术介绍

[0002]随着无人机控制技术以及传感器技术的发展，无人机场已经被应用在越来越多的领域，比如石油管道巡检、水利巡检、电力巡检、光伏和风电巡检、道路和智慧城市/园区、军事等领域。
[0003]无人机场通常包含如下两个主要部分：(1)无人机场停机坪；(2)旋翼/垂直起降固定翼无人机。其中，无人机场停机坪主要作用：(1)为无人机自动充放电池；(2)将无人机获取的前端视屏图像数据通过网络传输给后台云端；(3)遥测数据转发；(4)自动收纳以及放飞无人机。
[0004]由于无人机场、无人机经常工作在恶劣的环境如大风天气，以及空中卸载等情况，这些苛刻的作业环境需要无人机具备强大的控制鲁棒性以及适应性，以保证无人机的飞行安全。传统的串级PID控制，虽然也能实现对无人机的飞行控制，但是这种控制方式，需要根据无人机的作业工况调整控制参数，往往本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种旋翼飞行器滑模变结构的姿态控制方法，其特征在于，包括如下步骤：1)建立旋翼飞行器模型1.1)建立旋翼飞行器的运动学方程：式中，m为旋翼飞行器的重量，g为重力加速度，U1为旋翼飞行器的升力，为三个方向的加速度，为三个方向得到速度，为机体系到导航系的旋转矩阵，K
d
为阻力系数；1.2)建立旋翼飞行器的动力学方程：1.2)建立旋翼飞行器的动力学方程：1.2)建立旋翼飞行器的动力学方程：式中，为三轴角速率，为三轴角加速率，U2、U3、U4分别为三个方向的扭力，L为旋翼中心到旋翼飞行器质心的距离，I
xx
,I
yy
,I
zz
为三轴惯量；2)设计滑模姿态控制律2.1)建立旋翼飞行器的动力学状态方程2.1)建立旋翼飞行器的动力学状态方程
式中，Δf为模型误差，ΔB为控制矩阵误差，d为外界干扰；2.2)设计滑动模态式中，e为跟踪误差向量，C为Hurwitz矩阵；2.3)设计滑模控制律式中，K为比例系数；3)设计微分跟踪器3.1)建立对二阶离散系统式中，x1为二阶离散系统的输入，u1为二阶离散系统的输出，x2为x1的积分；h为积分步长，r为速度因子；3.2)构造最速控制综合函数fhan(x1，x2，r，h)3.3)将u1＝fhan(x1，x2，r，h)带入二阶离散系统，得到微分跟踪器式中，h为积分步长，r为速度因子；4)设计非线性非光滑反馈控制律u2＝β0fal(e0,α0,δ)+β1fal(e1,α1,δ)+β2fαl(e2,α2,δ)式中：α0<0<α1<1<α2，或者0<α0<α1<1<α2；e0,...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟亚辉，霍锐，余美玲，杨越，王猛，董林，肖巍巍，王仙成，赵云霄，艾德文，杨桐，
申请(专利权)人：广东核电合营有限公司中国广核集团有限公司中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：