[发明专利]一种基于预设性能的八旋翼飞行器滑模控制方法

权利要求书

1.一种基于预设性能的八旋翼飞行器滑模控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，安装俯仰速率陀螺仪，测量八旋翼飞行器的俯仰角速率，记作ω_z，再进行积分得到俯仰角信号，记作θ；安装偏航速率陀螺仪，测量八旋翼飞行器的偏航角速率，记作ω_y，再进行积分得到偏航角信号，记作ψ；根据八旋翼飞行器的俯仰方向飞行任务，设定俯仰角的期望信号，记作θ^d；根据八旋翼飞行器的偏航方向飞行任务，设定偏航角的期望信号，记作ψ^d；

步骤S20，根据俯仰角的期望信号与俯仰角信号进行对比，得到俯仰误差信号；根据俯仰误差信号，设计俯仰收敛时间参数，再设定俯仰动态预设信号信号；与俯仰误差信号进行对比得到俯仰动态比率信号；然后进行对数变换后得到俯仰转换误差信号如下：

e₁＝θ-θ^d；

其中e₁为俯仰误差信号；w₁为俯仰收敛时间参数；p₁为俯仰动态预设信号信号；λ₁为俯仰动态比率信号；ε₁为俯仰转换误差信号；k₁、k₂、k₃、k₄、a₁为常值参数；

步骤S30，根据俯仰动态预设信号进行近似微分变换，得到俯仰预设微分信号；再引入俯仰角速率信号，构建俯仰转换误差微分信号；再根据俯仰转换误差信号与俯仰转换误差微分信号，构造俯仰非线性滑模信号，最后叠加俯仰角速度得到俯仰预设控制信号，最后输送八旋翼舵机进行控制分配，实现俯仰通道的姿态跟踪如下：

其中p_1a为俯仰预设微分信号；ε_1d为俯仰转换误差微分信号；s₁为俯仰非线性滑模信号；u₁为俯仰预设控制信号；c₁、c₂、c₃、c₄、k₅、k₆、k₇为常值控制参数，T₁为近似微分变换传递函数的常值参数，s为近似微分变换传递函数的微分算子。

2.根据权利要求1所述的一种基于预设性能的八旋翼飞行器滑模控制方法，其特征在于，根据偏航角的期望信号与偏航角信号进行对比，得到偏航误差信号；根据偏航误差信号，设计偏航收敛时间参数，再设定偏航动态预设信号信号；与偏航误差信号进行对比得到偏航动态比率信号；然后进行对数变换后得到偏航转换误差信号；根据偏航动态预设信号进行近似微分变换，得到偏航预设微分信号；再引入偏航角速率信号，构建偏航转换误差微分信号；再根据偏航转换误差信号与偏航转换误差微分信号，构造偏航非线性滑模信号，最后叠加偏航角速度得到偏航预设控制信号包括：

e₂＝ψ-ψ^d；

其中e₂为偏航误差信号；w₂为偏航收敛时间参数；p₂为偏航动态预设信号信号；λ₂为偏航动态比率信号；ε₂为偏航转换误差信号；d₁、d₂、d₃、d₄、a₁为常值参数；p_2a为偏航预设微分信号；ε_2d为偏航转换误差微分信号；s₂为偏航非线性滑模信号；u₂为偏航预设控制信号；j₁、j₂、j₃、j₄、j₅、j₆、j₇为常值控制参数。