输入有约束时的飞翼布局无人机姿态控制

摘要：

针对大展弦比飞翼布局无人机的刚体运动与弹性运动耦合动力学模型,研究了输入有约束时的无人机姿态控制问题,提出了一种采用扩张状态观测器的反步滑模控制方法.首先,采用扩张状态观测器实时估计气动弹性模态和外界未知干扰的影响,并引入跟踪微分器避免了控制律中项数膨胀问题.然后,针对飞翼布局无人机多操纵面的配置和输入约束,给出了基于LMI的在线舵面分配算法.最后,针对指令滤波和输入约束情况下控制指令的滞后问题,设计了辅助补偿器对控制指令进行补偿.根据Lyapunov稳定性理论证明了该控制方法能够保证姿态跟踪误差收敛至有界,仿真表明存在复合干扰和输入约束时该方法具有良好的姿态跟踪性能.

关键词：无人机、非线性控制系统、反步控制、线性矩阵不等式(LMIs)、输入约束、扩张状态观测器

所属期刊栏目：32

分类号：V249.1(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：国防预研项目513250201资助.Supported by Defense Pre-research Project 513250201

在线出版日期：2015-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：725-733