[发明专利]一种复合翼无人机的自抗扰控制器及其建立方法

权利要求书

1.一种复合翼无人机的自抗扰控制器，其特征在于，包括跟踪微分器、扩张状态观测器以及系统控制律；

其中，跟踪微分器用于给输入信号安排过渡过程和提取微分；扩张状态观测器用于用来实时估计系统的扰动并实时给予补偿；系统控制律用于提高系统动态性能；

其中，通过非线性权重分配提高过渡平稳性，具体如下：

其中，α是固定翼系统权重，V是无人机空速，V_min是最小转化空速，V_max是最大转化空速，C_L为升力系数，是以空速V进行巡航时的迎角。

2.如权利要求1所述的复合翼无人机的自抗扰控制器，其特征在于，所述跟踪微分器形式如下所示：

fh＝fhan(v₁(k)-v(k),v₂(k),r,h₁)

v₁(k+1)＝v₁(k)+h₂v₂(k)

v₂(k+1)＝v₂(k)+h₂fh

其中v(k)代表输入离散信号，fhan为最速综合函数，v₁(k)与v₂(k)分别为跟踪的输入信号本身以及其导数，r,h₁分别代表放大因子与滤波因子，h₂代表步长因子；

最速综合函数fhan(x₁,x₂,r,h)具体表达式如下所示：

d＝rh²,a₀＝hx₂

y＝x₁+a₀

a₂＝a₀+sign(y)(a₁-d)/2

s_y＝[sign(y+d)-sign(y-d)]/2

a＝(a₀+y-a₂)s_y+a₂

s_a＝[sign(a+d)-sign(a-d)]/2

fhan＝-r(a/d-sign(a))s_a-rsign(a)

其中，r是控制量增益，h是精度因子，x₁和x₂是要控制跟踪的两个相关参数，其余量均为过程量。

3.如权利要求1所述的复合翼无人机的自抗扰控制器，其特征在于，所述扩张状态观测器为：

e＝z₁-y

其中，z₁,z₂分别表征系统的原有状态；z₃为表征系统扩张状态的变量，包含了系统模型的不确定性以及所受内外的总体扰动；y为实际系统的反馈值；bu(t-τ)代表输入到系统模型并考虑电机响应延时的控制量，b是增益，u是控制量，t-τ是时间差；β₀₁,β₀₂,β₀₃分别为观测器增益，与系统的采样步长有关；是对三个状态的误差估计值。