[发明专利]一种考虑输入饱和的无人直升机跟踪控制方法

权利要求书

1.一种考虑输入饱和的无人直升机跟踪控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：根据牛顿-欧拉方程建立无人直升机控制系统数学模型，并将建模不确定性及外部干扰看成总扰动；

步骤2：根据实际需求确定期望轨迹及定义误差变量，引入控制器饱和函数；

步骤3：设计抗饱和辅助系统补偿执行器输入饱和；

步骤4：采用径向基RBF神经网络逼近建模不确定性及外部干扰；

步骤5：结合滑模控制，设计抗饱和控制器，采用双闭环控制策略，使得无人直升机系统在输入饱和情况下，轨迹跟踪误差信号最终渐进收敛到原点。

2.如权利要求1所述的考虑输入饱和的无人直升机跟踪控制方法，其特征在于，步骤1中，根据牛顿-欧拉方程建立无人直升机控制系统数学模型，并将建模不确定性及外部干扰看成总扰动具体为：无人直升机控制系统数学模型如下：

其中，状态P＝[x y z]^T和V＝[u v w]^T分别为无人直升机质心在惯性坐标系下的位置和速度；状态Θ＝[φ θ ψ]^T和ω＝[p q r]^T分别为无人直升机相对于机体坐标系下的姿态角及角速度向量；I_m为转动惯量矩；d_P,d_Θ为建模不确定性及外部扰动合成的总扰动；m为无人直升机质量；g为重力加速度；e₃＝[0 0 1]^T；机体坐标系到惯性坐标系的旋转矩阵R(Θ)表示为

姿态运动描述矩阵S(Θ)为

式中c_(·)代表cos(·)，s_(·)代表sin(·)，t_(·)代表tan(·)；

无人直升机机体质心上受到的合力及合力矩分别表示为F_b和Γ_b：

F_b＝[0 0 T]^T (2)

T＝m(-g+Z_ww+Z_colδ_col) (3)

其中，控制输入u＝[δ_col δ_lon δ_lat δ_ped]^T分别为旋翼总距、纵向周期变距、横向周期变距和尾桨距，L_a,L_b,M_a,M_b,N_r,Z_w,Z_col,L_lat,M_lon,N_ped为悬停处线性化矩阵，通过系统辨识得到。