[发明专利]舰载无人机纵向着舰控制方法

说明书

本发明公开了一种舰载无人机纵向着舰控制方法，包括：建立舰载无人机纵向的非线性动力学模型，并转换成严格反馈模型；设计自适应反演姿态控制器，结合舰载无人机的当前姿态角与角速度对期望航迹角进行跟踪，并输出升降舵偏角；设计动力补偿控制器，结合舰载无人机的当前速度与期望速度，对舰载无人机的着舰速度进行跟踪控制，并输出相应的推力；由严格反馈模型根据接收到的升降舵偏角与推力进行舰载无人机纵向着舰控制。通过采用本发明公开的上述方法可以提升控制器的精确度和鲁棒性，提升舰载无人机着舰的安全性。

技术领域

本发明涉及舰载无人机着舰控制技术领域，尤其涉及一种舰载无人机纵向着舰控制方法。

背景技术

舰载无人机飞行控制比传统舰载飞机控制技术研究更具挑战性，具体表现在以下几个方面：舰载无人机控制系统实际上是强非线性和强耦合的系统；舰载无人机气动参数具有很大的不确定性；着舰过程中面临海洋气流的干扰，舰载无人机控制系统必须具有较高的控制精度和较强的抗干扰性。

目前舰载无人机着舰控制以线性方法为主，而着舰的非线性特征以及外部扰动会导致线性方法失效，因此有待进一步研究非线性方法在无人机着舰控制的应用。非线性控制方法是当前控制理论研究的热点，能够处理精度要求高、鲁棒性能高的实际控制问题，适合舰载无人机着舰控制律的设计。反演方法作为非线性方法的一种，最近几年在飞行控制方面也发挥了较大的功用，越来越多的学者采用该方法设计飞行控制律，但是在舰载无人机着舰领域还少有涉及。

发明内容

本发明的目的是提供一种舰载无人机纵向着舰控制方法，旨在提升控制器的精确度和鲁棒性，提升舰载无人机着舰的安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种舰载无人机纵向着舰控制方法，包括：

建立舰载无人机纵向的非线性动力学模型，并转换成严格反馈模型；

设计自适应反演姿态控制器，结合舰载无人机的当前姿态角与角速度对期望航迹角进行跟踪，并输出升降舵偏角；

设计动力补偿控制器，结合舰载无人机的当前速度与期望速度，对舰载无人机的着舰速度进行跟踪控制，并输出相应的推力；

由严格反馈模型根据接收到的升降舵偏角与推力进行舰载无人机纵向着舰控制。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，考虑了舰载无人机非线性动态模型，通过对舰载无人机的非线性动态模型进行严格反馈模型的转换，通过基于自适应反演的舰载无人机纵向着舰控制，其跟踪性能更优，鲁棒效果更好，且本方法对舰载无人机的动力补偿系统进行设计，设计了自适应反演控制器对舰载无人机的着舰速度进行控制。通过以上舰载无人机纵向自适应反演控制器的设计，确保舰载无人机在着舰阶段的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种舰载无人机纵向着舰控制方法的示意图；

图2为本发明实施例提供的舰载无人机纵向受力及力矩示意图；

图3为本发明实施例提供的自适应反演姿态控制器结构示意图；

图4为本发明实施例提供的本方法的航迹角跟踪情况和传统PID控制方法的航迹角跟踪情况对比图；

图5为本发明实施例提供的控制舵输入仿真图；

图6为本发明实施例提供的俯仰角跟踪仿真图。

具体实施方式