[发明专利]一种近空间飞行器控制系统

权利要求书

1.一种近空间飞行器控制系统，用于生成近空间飞行器的控制输入量u，使近空间飞行器的俯仰角θ可以快速稳定地跟踪指令信号θ_cmd；其特征在于，

所述近空间飞行器的纵向姿态模型由以下式子表征：

其中，θ为飞行俯仰角，q为俯仰角速率，y为飞行器的输出量，f+gδ_e是和飞行参数相关的已知量，δ_e为升降舵偏转角，d为干扰值且是未知非线性函数，Δf与Δgδ_e分别写成以下形式：

其中，是关于状态量的已知函数，是关于所述控制输入量u的已知函数，第一实际自适应参数值θ_f与第二实际自适应参数值θ_g均是未知参数；

所述控制系统包括积分滑模面确定器、干扰观测器、自适应参数辨识器和积分滑模控制器；

所述干扰观测器用于观测干扰误差值所述自适应参数辨识器用于辨识第一自适应参数辨识误差值和第二自适应参数辨识误差值

其中所述积分滑模面确定器用于基于所述指令信号θ_cmd和所述俯仰角θ来确定积分滑模面S：

其中，λ＞0为控制器设计参数；

其中所述干扰观测器还用于基于所述积分滑模面S以及此次采样时间内的和来更新干扰观测值所述干扰观测器基于以下式子来更新所述干扰观测值

式中，l(q)为干扰观测器函数，且有l(q)＝q；

其中所述自适应参数辨识器还用于基于所述积分滑模面S以及此次采样时间内的和来更新第一自适应参数辨识值和第二自适应参数辨识值所述自适应参数辨识器基于以下式子更新第一和第二自适应参数辨识值和

其中，是关于状态量的已知函数，是关于所述控制输入量u的已知函数，sgn(·)为符号函数；

其中所述积分滑模控制器用于基于所述积分滑模面S、经更新的和以及所述指令信号θ_cmd来计算所述控制输入量u；所述积分滑模控制器基于以下式子计算所述控制输入量u：

其中，g为和所述控制输入量u有关的已知量，是关于状态量x的已知函数，是关于所述控制输入量u的已知函数，k₁、k₂均为常数；

其中此次采样时间内的为上一采样时间内的与未知的干扰值d之差，且此次采样时间内的和分别为上一采样时间内的和与未知的第一实际自适应参数值θ_f和第二实际自适应参数值θ_g之差。