[发明专利]一种采用自适应观测器的飞行器俯仰通道稳定方法

权利要求书

1.一种采用自适应观测器的飞行器俯仰通道稳定方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，在飞行器上安装姿态陀螺仪，测量飞行器的俯仰角，设定给定俯仰角指令，通过比较得到俯仰角误差信号；再安装速率陀螺仪，测量飞行器俯仰角速率信号；

步骤S20，根据所述的俯仰角误差信号，采用一阶滤波器，得到俯仰角速率的期望信号，然后通过比较得到俯仰角速率误差信号如下：

θ^da1(n)＝θ^d(n)-θ^d1(n)；

θ^d1(n+1)＝θ^d1(n)+Tθ^da1(n)/T₁；

θ^da＝θ^da1/T₁；

e₂＝θ^da-ω；

其中θ^d为俯仰角给定信号，θ^da为俯仰角给定信号的微分，θ^d1为俯仰角滞后信号，其初始值设置为0，即θ^d1(1)＝0；θ^da1为中间信号，θ^d1(n)为θ^d1的第n个数据，θ^d(n)为θ^d的第n个数据，θ^da1(n)为θ^da1的第n个数据，T为数据间的时间间隔，T₁为滤波器的时间常数；ω为俯仰角信号的测量值，与俯仰角给定信号的微分θ^da进行比较，e₂即为最终所求的俯仰角速率的误差信号；

步骤S30，根据所述的俯仰角误差信号，俯仰角速率信号，构造俯仰角速率误差的自适应观测器，求解观测器的状态如下：

e₁＝θ^d-θ；

e₀＝∫e_1fdt；

其中θ为飞行器俯仰角，θ^d为俯仰角给定信号，e₁所述的俯仰角误差信号，e_1f为俯仰角误差非线性变换信号，k₄、k₅、η为常值参数；e₀为误差积分状态，为系统未知干扰量，设置其初始值为0，δ为最终的控制量，设置其初始值为0；为俯仰角速率误差的自适应观测器状态增长率为，k₁、k₂、k₃、k₆为常值参数信号；即为所求的自适应观测器状态变量，为的第n+1个数据，为的第n个数据，T为数据间的时间间隔；

步骤S40，根据所述的俯仰角速率误差信号与自适应观测器的状态变量进行比较，得到观测误差信号，并进行积分，然后构建干扰估计器，对系统未知干扰量，进行估计解算如下：

e₄＝∫e₃dt；

其中e₂为所述的俯仰角速率误差信号，为自适应观测器的状态变量e₃为状态误差信号，e₄为状态误差的积分量，为系统的力矩干扰估计值，设置力矩干扰估计值的初始值为0，k_z1、k_z2与k_z3为常值参数，即为最终所求的系统未知干扰量；

步骤S50，根据所述的系统未知干扰量进行反馈求解力矩干扰估计值，然后根据俯仰角速率信号、俯仰角速率误差信号、俯仰角误差信号与系统未知干扰量构造最终的俯仰通道控制量如下：

其中为所述的系统未知干扰量，为力矩干扰估计值，为的导数，k_h1、k_h2为常值参数；e₂为俯仰角速率的误差信号，e₁为俯仰角误差信号，e₀为误差积分状态，ω为俯仰角速率信号，为系统未知干扰量，k_d1、k_d2、k_d3、k_d4、k_d5为常值参数，δ即为所求的最终俯仰通道控制量，输送给飞行器俯仰舵，实现俯仰角对给定俯仰角信号的准确跟踪。