[发明专利]基于自适应滑模的三维非线性轨迹跟踪控制器设计方法

权利要求书

1.一种基于自适应滑模的三维非线性轨迹跟踪控制器设计方法，其特征在于：将三维问题分解到纵向和侧向通道，然后进行建模，采用滑模变结构控制进行控制器设计，侧向通道的采用参考轨迹的弹道倾角代换跟踪轨迹的弹道倾角，针对此代换带来的误差采用自适应的方法进行误差上界估计并补偿，设计步骤如下：

步骤1、纵向通道轨迹跟踪模型建立：

式中，θ和θ_d分别为跟踪轨迹弹道倾角和参考轨迹弹道倾角，V_d代表参考轨迹速度，和分别代表跟踪轨迹与参考轨迹的Y轴坐标差值导数和弹道倾角差值导数，g代表重力加速度，u_y代表纵向平面内跟踪轨迹相对于参考轨迹的过载变化量；

步骤2、纵向通道控制器设计：采用滑模变结构控制理论进行纵向通道控制器设计，控制器为：

式中，k₁＞0，k₂＞0，γ∈(0,1)，

步骤3、侧向通道轨迹跟踪模型建立：

式中，ψ和ψ_d分别为跟踪轨迹弹道偏角和参考轨迹弹道偏角，u_z代表侧向平面内跟踪轨迹相对于参考轨迹的过载变化量，d代表建模误差，和分别代表跟踪轨迹与参考轨迹的Z轴坐标差值导数和弹道偏角差值导数；

步骤4、侧向通道控制器设计：

采用滑模变结构控制理论进行侧向通道控制器设计，控制器为：

式中，k₃＞0，k₄＞0，γ₂∈(0,1)，代表对误差界限的估计值，代表误差界限的估计值的变化率，γ_d，p和μ均为正常数。