基于魯棒自適應的無人直升機懸停控制
關鍵字:應用
摘要:小型無人直升機憑借良好的機動特性,在軍事和民用方面有著廣泛的用途。針對小型無人直升機懸停模型,考慮模型參數不確定對無人機控制的影響,提出一種魯棒自適應控制律,實現無人機控制系統對不確定擾動的抑制。首先,基于無人直升機線性化懸停模型設計滑模面,并結合標稱系統控制的反饋增益,獲得滑模面的設計參數;在此基礎上,利用傳統滑模趨近律設計方法設計控制器;為改善系統控制性能,設計基于自適應增益的趨近律,實現系統魯棒自適應控制。其次,利用Lyapunov穩定理論對所設計的魯棒自適應控制策略的穩定性進行分析說明。較后,通過與基于指數趨近律以及變速趨近律的兩種滑?刂品椒ǚ抡鎸比,驗證了所設計的控制方法的有效性和優越性。
關鍵詞:無人直升機;自適應滑?刂;魯棒性
中圖分類號:TP273 文獻標志碼:A
1 引 言
小型無人直升機以其具有垂直起降、空中懸停、慢速飛行、機動性好等特性,填補了近地面環境智能化武器裝備的空白,成為當前無人機發展的一個重要方向[1]。然而,小型無人直升機是一個高度非線性、開環不穩定、強耦合的復雜系統,無人直升機控制問題仍是該領域研究的重點和難點問題。
文獻[2]采用基于模型控制的智能學習方法實現了無人直升機的倒飛懸?刂。YehFK等人將模糊推理控制應用于無人直升機的控制中,取得了比較好的效果[3-4]。文獻[5]基于神經網絡實現了雙轉子系統的俯仰通道控制。盡管一些智能控制方法不需要精確的數學模型,但是對環境的自適應能力較差[6];神經網絡雖然能較好解決系統中的一些非線性和模型攝動問題,但控制效果依賴于模型的精確程度[7-8]。
本文針對文獻[9]中的無人機模型,考慮無人機在飛行過程中存在的模型不確定問題,提出一種基于魯棒自適應的增益控制律,通過該增益的自動調節,動態抑制模型中的參數不確定干擾,使系統在整個控制過程中都具有較好的控制效果。
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