小型无人直升机的连续滑模容错控制方法技术

本发明专利技术涉及小型单旋翼无人直升机容错控制技术，针对具有模型不确定性的小型单旋翼无人直升机在出现执行器有效性损失故障下的容错控制问题，本发明专利技术旨在提出一种非线性容错控制设计方法。为此，本发明专利技术采取的技术方案是，小型无人直升机的连续滑模容错控制方法，确定单旋翼无人直升机的动力学模型，将单旋翼无人直升机的姿态跟踪误差表示为旋转矩阵形式；将执行器有效性损失故障与模型不确定性引入到无人直升机动力学模型中,并基于增量式非线性动态逆方法改写动力学模型；结合超螺旋控制算法设计容错控制器，实现无人直升机的容错控制。本发明专利技术主要应用于小型单旋翼无人直升机容错飞行控制场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及小型单旋翼无人直升机容错控制技术，具体讲，涉及针对直升机在存在执行器有效性损失故障和建模不确定性情况下的姿态容错跟踪控制。

技术介绍

1、近年来，无人机在诸如战场侦察、搜索救援和遥感测绘等军事和民用领域中发挥着重要作用。根据动力结构的不同，无人机可分为固定翼无人机和旋翼式无人机。相比于固定翼无人机，旋翼式无人机具备定点悬停与垂直起降功能，飞行敏捷度高且机动性强，能够在复杂环境下执行任务。其中，单旋翼无人直升机主要依赖主螺旋桨、尾螺旋桨和变距结构来提供动力，其结构更为紧凑、重量分布更为集中，能够用较短的力臂快速改变姿态，从而提高了飞行效率。然而，无人直升机的飞行控制开发面临着多方面的挑战，包括作为旋翼式飞行器的开环不稳定性、动力学系统的模型不确定性以及各种可能的故障等。

2、近年来，无人直升机的控制研究引起了学者们的广泛关注。鲜斌等人针对具有建模不确定性与未知外界风扰的小型无人直升机的控制问题，将强化学习与超螺旋控制算法相结合，设计了一种非线性控制算法，实验证明了所提算法具有良好的鲁棒性和控制效果(期刊：控制与决策；著者：鲜斌，林嘉本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种小型无人直升机的连续滑模容错控制方法，其特征是，确定单旋翼无人直升机的动力学模型，将单旋翼无人直升机的姿态跟踪误差表示为旋转矩阵形式；将执行器有效性损失故障与模型不确定性引入到无人直升机动力学模型中,并基于增量式非线性动态逆方法改写动力学模型；结合超螺旋控制算法设计容错控制器，实现无人直升机的容错控制。

2.如权利要求1所述的小型无人直升机的连续滑模容错控制方法，其特征是，具体详细步骤如下：

【技术特征摘要】

1.一种小型无人直升机的连续滑模容错控制方法，其特征是，确定单旋翼无人直升机的动力学模型，将单旋翼无人直升机的姿态跟踪误差表示为旋转矩阵形式；将执行器有效性损失故障与模型不确定性引入到无人直升机动力学模型中,...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲜斌，刘沫寒，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：