基于不確定信號估計器的姿態(tài)跟蹤和編隊控制算法.pdf

1、隨著對飛行器的任務(wù)效能和戰(zhàn)場生存性要求的不斷提高，多飛行器編隊飛行協(xié)同完成任務(wù)的方式具有相當(dāng)重要的應(yīng)用前景。然而，復(fù)雜的飛行環(huán)境和系統(tǒng)模型中的不確定性因素，嚴重影響飛行控制系統(tǒng)的性能。因此，需要研究對外界干擾信號和模型中的不確定因素具有魯棒性的姿態(tài)控制和編隊控制技術(shù)。
　　本論文研究基于不確定信號估計器的魯棒飛行控制技術(shù)。研究內(nèi)容包括四個方面：飛行器動力學(xué)模型特性分析、俯仰通道魯棒姿態(tài)跟蹤控制技術(shù)、基于四元數(shù)姿態(tài)模型的三通道姿態(tài)魯

2、棒跟蹤控制技術(shù)、基于多運動體一致性理論的多飛行器平面編隊魯棒飛行控制技術(shù)。具體來講，本論文完成的內(nèi)容如下：
　　首先，在Matlab環(huán)境下建立了飛行器的全量方程模型。在此基礎(chǔ)上，分析了三軸姿態(tài)動力學(xué)的耦合特性，簡單推導(dǎo)了歐拉角姿態(tài)動力學(xué)模型的三軸近似解耦的形式，闡述了歐拉角描述和四元數(shù)描述之間的關(guān)系，為俯仰通道魯棒姿態(tài)控制技術(shù)和基于四元數(shù)模型的三軸姿態(tài)魯棒控制技術(shù)提供基礎(chǔ)。
　　然后，針對模型不確定條件下的俯仰通道姿態(tài)跟蹤問

3、題，考慮姿態(tài)角速率信號可測和不可測這兩種情況，基于不確定信號的干擾估計器，設(shè)計了相應(yīng)的兩種魯棒姿態(tài)跟蹤控制律，并與常規(guī)的PID控制律進行對比，給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果。
　　接著，針對模型不確定條件下的三軸姿態(tài)跟蹤問題，考慮姿態(tài)角速率信號可測和不可測這兩種情況，綜合利用滑模控制技術(shù)和基于不確定信號的干擾估計技術(shù)，設(shè)計了相應(yīng)的兩種魯棒姿態(tài)跟蹤控制律，并與不帶估計器即對不確定信號和外界干擾不處理的滑?？刂坡蛇M行對比，給出了相應(yīng)的仿真結(jié)果。