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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明公开了一种基于自适应扩展状态观测器的受油机鲁棒飞行控制方法，属于飞行器位置姿态控制技术领域。本发明首先建立受油机固定翼飞行器的三自由度运动学模型与姿态动力学模型；采用内外环反馈回路结构设计反步控制器，并引入指令滤波器解决反步法的求导阶数问题；采用自适应扩展状态观测器，对受油机收到的由加油机产生的诱导气动尾涡效应、未建模动态影响与外部气象扰动等干扰进行估计补偿，得到考虑外部集总干扰下的鲁棒飞行控制律；基于指令滤波反步控制回路解算的控制输入，结合考虑诱导气动尾涡效应、未建模动态影响与外部气象扰动等干扰的估计补偿，与构建的受油机固定翼飞行器的三自由度运动学、动力学模型，得到固定翼飞行器的控制输入量，并将其作用于受油机。本发明可有效解决紧密编队下受油机所受加油机产生的诱导气动尾涡效应以及未建模动态影响和外部气象干扰带来的控制问题，并同时兼顾闭环系统的瞬态超调和稳态误差性能。

主权项：1.一种基于自适应扩展状态观测器的受油机鲁棒飞行控制方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤1，基于加油机在惯性坐标系下的位置坐标、速度、航迹倾斜角、航迹方位角和受油机距加油机的最佳相对距离获取受油机在惯性坐标系下的期望速度、期望航迹倾斜角和航迹方位角；根据受油机的三自由度运动学模型与姿态动力学模型和指令滤波器估计受油机的期望位置导数；步骤2，基于预置的自适应扩展状态观测器，获取各状态通道中的干扰估计值，包括位置干扰估计值、受油机速度、航迹倾斜角和航迹方位角；步骤3，根据加油机的位置，以及受油机的期望速度、期望航迹倾斜角和航迹方位角采用反步控制策略设置外环控制器，该外环控制器用于产生期望输出并作为内环控制器的输入；分别将受油机的实际位置、速度、航迹倾斜角、航迹方位角输入自适应扩展状态观测器，基于其输出得到位置通道干扰估计值、速度通道干扰估计值、航迹倾斜角通道干扰估计值，以及航迹方位角通道干扰估计值；并基于取的位置干扰估计值、受油机速度、航迹倾斜角和航迹方位角，得到位置误差的动态方程；根据位置误差动态方程，设置受油机期望速度、期望航迹倾斜角和期望航迹方位角；根据受油机状态方程，得到受油机速度、航迹倾斜角和航迹方位角的误差动态方程；根据受油机速度、航迹倾斜角和航迹方位角的误差动态方程，定义虚拟中间控制输入，以设置期望控制输入；根据该期望控制输入和受油机速度、航迹倾斜角和航迹方位角的误差动态方程，得到外环控制器的期望输出，包括：期望的推力指令、期望的航迹滚转角和期望的迎角；步骤4，将外环控制器的期望输出作为内环控制器的期望输入，由内环姿态稳定与控制器解算得到受油机的舵偏控制输入；将由外环控制器得到的期望的航迹滚转角和期望的迎角输入到指令滤波器，基于指令滤波器的输出获取期望航迹滚转角和期望迎角的导数估计值；根据受油机状态方程定义受油机航迹滚转角、迎角和侧滑角的误差动态方程；引入中间虚拟控制量以获得受油机航迹滚转角、迎角和侧滑角的误差动态方程，其中，干扰项的估计值基于自适应扩展状态观测器获取；根据误差动态方程构建期望控制输入，以获得期望角速度信号；将该期望角速度信号输入二阶指令滤波器，得到期望角速度的导数估计值；根据受油机状态方程得到受油机角速度信号的误差方程，引入中间虚拟控制量，得到角速度信号的误差动态方程；根据角速度信号的误差动态方程，设置期望控制输入以得到受油机的舵偏控制输入，包括：副翼偏转角、升降舵偏转角和方向舵偏转角。

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百度查询： 电子科技大学 一种基于自适应扩展状态观测器的受油机鲁棒飞行控制方法