一种飞行器姿态控制方法技术

本发明专利技术提供了一种飞行器姿态控制方法，包括构建飞行器运动模型，包括飞行器运动学方程

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器姿态控制方法


[0001]本专利技术属于非线性控制
，具体涉及一种基于高阶全驱系统模型的飞行器姿态控制方法
。

技术介绍

[0002]实际物理系统大多是由众多具有二阶模型的物理定律复合而成的，二阶和高阶系统是物理系统的自然表现形式
。1724
年，
Riccati
通过变量替换将一个二阶方程降阶为一个一阶方程进行求解，使降阶法成为处理高阶方程的主要方法之一
。
通过后续的推导与证明，任何一个高阶系统都可以化成一个增广的一阶系统，这种降阶的思想也被人们所接受
,
并广泛地引入到控制系统的分析与设计中来
。
[0003]1959
年，
Kalman
在其发表的论文
《
控制系统的一般理论
》
中
,
首次提出了状态空间方法，为现代控制理论的发展奠定了基础
。
状态空间法中的一阶系统模型注重的是状态的整体性，没有把系统的控制变量作为重点，使得基于一阶系统的控制分本文档来自技高网...

【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，包括如下步骤：构建飞行器运动模型，包括飞行器运动学方程
、
动力学方程；设计包含航向舵产生的滚转力矩
、
滚动舵产生的航向力矩的耦合控制力矩，基于耦合控制力矩计算控制舵偏角，结合运动学方程
、
动力学方程，获得以舵偏角
、
姿态角为变量的全驱系统模型；根据全驱系统模型，构建以姿态角加速度
、
舵偏角为变量的第一姿态控制器；以控制误差最小为目标，采用线性二次型的最优控制，求解姿态角加速度，获得第二姿态控制器；以第一
、
第二姿态控制器为最优姿态控制器，对飞行器进行姿态控制
。2.
根据权利要求1所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述运动学方程
、
动力学方程为飞行器转动的运动学方程
、
动力学方程
。3.
根据权利要求2所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述飞行器转动的运动学方程为其中，
γ
为滚转角，
ψ
为偏航角，
θ
为俯仰角，
ω
x
、
ω
y
、
ω
z
为滚转
、
偏航和俯仰三个通道的转动角速度；所述飞行器转动的动力学方程为其中，
J
x
、J
y
、J
z
为转动惯量，
M
x
、M
y
、M
z
为控制力矩
。4.
根据权利要求3所述的飞行器姿态控制方法，其特征在于，所述耦合控制力矩计算方法如下其中，
q
为动压，
S
为参考面积，
L
为参考长度，
α
为攻角，
β
为侧滑角，
δ
x

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫宇，郝明瑞，范宇，甄岩，岳克圆，
申请(专利权)人：北京机电工程研究所，
类型：发明
国别省市：