一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法、系统和设备技术方案

本发明专利技术公开了一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法、系统和设备，属于无人飞行器飞行控制技术领域，该方法包括：计算得到无人飞行器当前航向距离偏差；计算得到无人飞行器当前航迹角偏差；建立航向距离偏差和航迹角偏差的非线性状态方程；将非线性状态方程转换为线性系统；根据线性系统的传递特性，以航向距离偏差和航迹角偏差构建状态反馈，从而将线性系统转换为闭环控制系统；计算得到状态反馈系数；计算得到所述状态反馈；根据所述状态反馈，解算得到横滚角实时指令并将其发送给无人飞行器的控制设备进行偏航控制。本发明专利技术通过建立实时跟踪无人飞行器航向距离偏差和航迹角偏差的反馈闭环控制系统，可快速准确地实现无人飞行器的偏航控制。行器的偏航控制。行器的偏航控制。

【技术实现步骤摘要】
一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法、系统和设备


[0001]本专利技术属于无人飞行器飞行控制
，具体涉及一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法、系统和设备。

技术介绍

[0002]无人飞行器应用广泛，无人飞行器按照规划的航迹任务自主完成飞行控制，其中，偏航轨迹控制是根据实时的位置偏差，通过自主控制系统产生横滚角控制指令来实现偏航方向的航迹跟踪。
[0003]传统的无人飞行器偏航控制主要是采用基于横向位置偏差的PID控制策略，这种控制方法为满足控制响应指标要求，在设计过程中，需要对偏差信号的PID系统进行反复迭代调参，调参过程往往需要设计者具有较好的工程经验，且耗费时间较长，有时还无法取得较好的跟踪效果。

技术实现思路

[0004]为了解决现有无人飞行器偏航控制技术耗时长，跟踪效果较差的问题，本专利技术提供了一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法、系统和设备。本专利技术通过建立实时跟踪飞行器距离偏差和航迹角偏差的反馈闭环控制系统，可快速准确地实现无人飞行器的偏航控制。
[0005]本专利技术通过下述技术方案实现：一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：根据无人飞行器当前位置坐标及其对应的航线坐标，计算得到无人飞行器当前航向距离偏差；根据无人飞行器飞行高度平面内速度，计算得到无人飞行器当前航迹角偏差；建立所述航向距离偏差和所述航迹角偏差的非线性状态方程；将所述非线性状态方程转换为线性系统；根据所述线性系统的传递特性，以所述航向距离偏差和所述航迹角偏差构建状态反馈，从而将所述线性系统转换为闭环控制系统；根据所述闭环控制系统的设计指标，计算得到状态反馈系数；根据所述状态反馈系数，计算得到所述状态反馈；根据所述状态反馈，解算得到横滚角实时指令并将其发送给无人飞行器的控制设备进行偏航控制。2.根据权利要求1所述的一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法，其特征在于，设无人飞行器当前位置P点坐标为，当前位置P点对应的航线起始点坐标为，当前位置P点对应的航线终点坐标为，则通过下式计算得到无人飞行器当前航向距离偏差：；式中，。3.根据权利要求2所述的一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法，其特征在于，设无人飞行器飞行高度平面内速度矢量为，则通过下式计算得到无人飞行器当前航迹角偏差：；式中，，为航线终点坐标的矢量表示，为航线起始点坐标的矢量表示，|
·
|为矢量的模值。4.根据权利要求1所述的一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法，其特征在于，建立的所述非线性状态方程为：；式中，为重力加速度，为t时刻的飞行速度，为t时刻的横滚角，为t时刻的航向距离偏差，为t时刻的航迹角偏差。5.根据权利要求4所述的一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法，其特征在于，该方法引入，同时取，则转换的所述线性系统为：
；其中，为t时刻的状态反馈，为转化为带来的系统偏差。6.根据权利要求5所述的一种无人飞行反馈非线性偏航控制方法，其特征在于，构建的状态反...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧朝，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所，
类型：发明
国别省市：