一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法技术

多体组合式飞行器能够根据任务需求和飞行环境，进行快速空中对接和灵活分离重组，从而满足聚合后长航时飞行、分散后灵活机动的多重任务需求，因而受到广泛关注。但多体组合式飞行器在翼尖对接分离过程中，面临翼尖涡干扰影响对接分离过程飞行器姿态与轨迹，易造成闭环系统不稳定。目前针对多体组合式飞行器对接分离过程鲁棒飞行控制方法无法同时实现舵面指令与飞行器推力优化控制且满足多约束、高抗扰控制需求。本发明专利技术提出一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，该方法可实现在翼尖涡流干扰下，多体组合式飞行器对接分离过程中的鲁棒优化控制，有助于提升多体组合式飞行器对接分离过程的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多固定翼飞行器控制领域，涉及一种亚音速飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，用于实现多飞行器空中对接分离过程舵面与飞行器推力鲁棒优化控制。

技术介绍

1、多体组合式飞行器，作为一种新概念飞行器，可通过翼尖连接方式将多个单体飞行器聚合。根据飞行任务要求，多体组合式飞行器能够自主地分离成多个单体飞行器，或者将单体飞行器对接形成组合式飞行器。这种设计既保留了单体飞行器的灵活性，又解决了单个飞行器由于体积和重量有限，难以兼顾长航时、远航程和机动性的多重需求。因此多体组合式飞行器在理论与工程研究领域备受关注。

2、考虑到飞行器对接分离过程中翼尖涡气动干扰的存在，多体飞行器翼尖对接分离过程中姿态和轨迹会受到严重影响，因此开发相关对接分离过程控制方法专利技术十分必要。目前针对多体组合式飞行器对接分离过程飞行控制基本采用经典控制方法(比如比例-微分-积分(pid)与线性二次调节器(lqr))，但现有针对多体飞行器的对接分离过程控制方法无法有效处理飞行状态、舵面以及飞行器推力饱和约束以及安全对接区域约束。同时由于飞行器对接分离过程翼尖涡干扰本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于：步骤(1)所述的翼尖涡干扰下受限固定翼子飞行器线性化离散动力学系统模型，具体为：

3.根据权利要求2所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于：步骤(2)中根据翼尖涡扰动变量约束，计算关于扰动变量的干扰不变集合，具体如下：

4.根据权利要求3所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于：步骤(3)计算子飞行器飞行状态、舵面以及飞行器推力的紧缩约束集...

【技术特征摘要】

1.一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于步骤如下：

2.根据权利要求1所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于：步骤(1)所述的翼尖涡干扰下受限固定翼子飞行器线性化离散动力学系统模型，具体为：

3.根据权利要求2所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于：步骤(2)中根据翼尖涡扰动变量约束，计算关于扰动变量的干扰不变集合，具体如下：

4.根据权利要求3所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于：步骤(3)计算子飞行器飞行状态、舵面以及飞行器推力的紧缩约束集合具体方法为：

5.根据权利要求1所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于：步骤(4)中子飞行器与主飞行器翼尖对接过程中，翼尖对接安全区域终端约束为：

6.根据权利要求5所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方法，其特征在于：步骤(5)中设计以姿态误差为目标函数的对接鲁棒模型预测控制问题为：

7.根据权利要求6所述的一种飞行器空中对接分离均匀管鲁棒模型预测控制方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭辉，谭天宇，解春雷，韩卫波，汪韧，胡洪霞，
申请(专利权)人：中国航天科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：