飞行器姿态控制方法、装置和电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种飞行器姿态控制方法、装置和电子设备，基于预先获取到的非线性数学模型中的按预设格式表示的第一姿态控制数学模型，确定状态反馈控制律数学模型；基于预先获取到的滑模面控制数学模型，采用滑膜控制方式确定包含分数阶微分项的姿态控制器数学模型；代入状态反馈控制律数学模型中的姿态控制器参数项，基于预先获取到的系统控制量数学模型和飞行器的当前状态值，确定气动力矩系数；基于气动力矩系数计算舵偏控制指令；基于舵偏控制指令控制飞行器的姿态。该方式确定的姿态控制器数学模型包含分数阶微分项，使舵在一开始就能提供一个较大的控制量，提高飞行器姿态控制系统的快速性和准确性，缩短飞行器姿态的收敛时间。敛时间。敛时间。

【技术实现步骤摘要】
飞行器姿态控制方法、装置和电子设备


[0001]本专利技术涉及姿态控制的
，尤其是涉及一种飞行器姿态控制方法、装置和电子设备。

技术介绍

[0002]飞行控制系统(Flight Control System,FCS)作为高超声速飞行器的重要分系统之一，是高超声速飞行器顺利完成飞行任务的重要保障，相应的飞行姿态控制技术的研究也就成为了高超声速飞行器研制过程中的核心和关键技术之一。高超声速飞行器姿态控制系统的任务为：设计飞行器执行机构的指令，使飞行器的姿态快速、准确地跟踪制导系统给出的指令信号，同时保证飞行器在各种不确定性和外部干扰作用下的稳定，高精度的姿态控制系统是飞行器实现稳定、完成飞行任务的必要保证。相关的一种技术中，将基于时变滑模方法设计的固定时间收敛的控制律应用于飞行器载入段的姿态控制，通过加入时变项，使系统轨迹在初始时刻处于零滑模面上，保证了姿态控制系统的全局鲁棒性，但是，当设定的收敛时间比较短时，在某一段时间内，控制力的需求比较大，可能会超出飞行器的物理极限，不能达到精确控制的目的。

技术实现思路
r/>[0003]本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述方法包括：基于预先获取到的非线性数学模型中的按预设格式表示的第一姿态控制数学模型，确定状态反馈控制律数学模型；其中，所述状态反馈控制律数学模型中包括姿态控制器参数项；基于预先获取到的滑模面控制数学模型，采用滑膜控制方式确定包含分数阶微分项的姿态控制器数学模型；将所述姿态控制器数学模型代入所述状态反馈控制律数学模型中的姿态控制器参数项，基于预先获取到的系统控制量数学模型和所述飞行器的当前状态值，确定气动力矩系数；基于所述气动力矩系数计算舵偏控制指令；基于所述舵偏控制指令控制所述飞行器的姿态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先获取到的非线性数学模型中的按预设格式表示的第一姿态控制数学模型，确定状态反馈控制律数学模型的步骤包括：获取飞行器六自由度的第二姿态控制数学模型；其中，所述第二姿态控制数学模型为所述非线性数学模型的一部分；将所述第二姿态控制数学模型按预设格式转换为所述第一姿态控制数学模型；其中，所述第一姿态控制数学模型中包括姿态角矩阵；计算所述第一姿态控制数学模型中的所述姿态角矩阵的一阶导数，得到第一求导结果；基于所述第一求导结果，计算所述姿态角矩阵的二阶导数，得到第二求导结果；基于所述第二求导结果，确定所述状态反馈控制律数学模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将所述状态反馈控制律数学模型输入至所述第二求导结果，得到第一线性数学模型；基于所述第一线性数学模型以及所述第一求导结果，确定所述第一姿态控制数学模型对应的目标线性数学模型。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先获取到的滑模面控制数学模型，采用滑膜控制方式确定包含分数阶微分项的姿态控制器数学模型的步骤包括：获取所述滑模面控制数学模型；其中，所述滑模面控制数学模型中包括分数阶算子；计算所述滑模面控制数学模型对应的饱和函数数学模型；基于所述饱和函数数学模型，采用滑膜控制方式确定包含分数阶微分项的姿态控制器数学模型。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述姿态控制器数学模型代入所述状态反馈控制律数学模型中的姿态控制器参数项，基于预先获取到的系统控制量数学模型和所述飞行器的当前状态值，确定气动力矩系数的步骤包括：获取所述飞行器的所述当前状态值；其中，所述当前状态值包括以下至少一种：所述飞行器的攻角、侧滑角、滚转角、滚转角速率、俯仰角速率和偏航角速率；获取所述飞行器制导指令给的期望状态值，其中，所述期望状态值包括以下至少一种：所述飞行器的攻角、侧滑角、滚转角；将所述当...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛永智，甘佳豪，宁鸿儒，夏蕾，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：