[发明专利]考虑旋转飞行器耦合问题的鲁棒解耦控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种考虑旋转飞行器耦合问题的鲁棒解耦控制系统，其特征在于，该系统安装在旋转飞行器上，该系统包括

需用过载接收模块(1)，其与旋转飞行器上的制导系统相连，用以接收制导系统实时传递出的需用过载信息，

飞行器参数测量模块(2)，其用于实时获得飞行器的飞行参数，和

鲁棒解耦控制模块(3)，其用于实时根据需用过载信息和飞行器的飞行参数获得舵机响应指令；

鲁棒解耦控制模块(3)包括收敛误差解算子模块(31)、收敛滑模面解算子模块(32)和舵机响应指令解算子模块(33)；

其中，所述收敛误差解算子模块(31)用于实时根据需用过载信息和飞行器的飞行参数获得攻角收敛误差和侧滑角收敛误差；

所述收敛滑模面解算子模块(32)用于实时根据飞行器的飞行参数和攻角收敛误差获得攻角收敛滑模面，实时根据飞行器的飞行参数和侧滑角收敛误差获得侧滑角收敛滑模面；

所述舵机响应指令解算子模块(33)用于实时根据需用过载信息、飞行器的飞行参数和攻角收敛滑模面获得俯仰方向舵机响应指令，实时根据需用过载信息、飞行器的飞行参数和侧滑角收敛滑模面获得偏航方向舵机响应指令。

2.根据权利要求1所述的考虑旋转飞行器耦合问题的鲁棒解耦控制系统，其特征在于，

所述需用过载信息包括期望俯仰过载和期望偏航过载；

所述舵机响应指令包括俯仰方向舵机响应指令和偏航方向舵机响应指令。

3.根据权利要求1所述的考虑旋转飞行器耦合问题的鲁棒解耦控制系统，其特征在于，

所述飞行器参数测量模块(2)包括加速度计(21)、惯性陀螺(22)、估测器(23)和积分器(24)；

其中，所述加速度计(21)用于实时测量得到飞行器的加速度信息，

所述惯性陀螺(22)用于实时测量得到飞行器的偏航角速率信息和俯仰角速率信息，

所述估测器(23)用于根据三轴加速度信息实时估算得到飞行器的攻角信息和侧滑角信息；

所述积分器(24)用于根据三轴加速度信息实时积分得到飞行器的速度信息，用于根据所述偏航角速率信息实时积分得到偏航角信息，还用于根据所述俯仰角速率信息实时积分得到俯仰角信息。

4.根据权利要求1所述的考虑旋转飞行器耦合问题的鲁棒解耦控制系统，其特征在于，

所述收敛误差解算子模块(31)通过下式(一)实时获得攻角收敛误差和侧滑角收敛误差，

其中，e₁表示攻角收敛误差，e₂表示侧滑角收敛误差，α表示攻角，β表示侧滑角，a_yc表示期望俯仰过载，a_zc表示期望偏航过载，V表示飞行器的速度，a₃₄表示旋转飞行器的动力系数。

5.根据权利要求1所述的考虑旋转飞行器耦合问题的鲁棒解耦控制系统，其特征在于，

所述收敛滑模面解算子模块(32)通过下式(二)实时获得攻角收敛滑模面和侧滑角收敛滑模面，

其中，s₁表示攻角收敛滑模面，s₂表示侧滑角收敛滑模面，c和d都表示增益系数，θ表示俯仰角，ψ表示偏航角。

6.根据权利要求1所述的考虑旋转飞行器耦合问题的鲁棒解耦控制系统，其特征在于，

所述舵机响应指令解算子模块(33)通过下式(三)和(四)实时获得俯仰方向舵机响应指令和偏航方向舵机响应指令，

其中，δ_y表示俯仰方向舵机响应指令，δ_z表示偏航方向舵机响应指令，f₁、f₂、ξ、ξ₂都是解算过程中用到的中间变量，没有实际的物理意义，表示ξ的导数，表示ξ₂的导数，

a₂₅、a₂₄、a₂₇、a₂₂和a₂₈都表示旋转飞行器的动力系数。