基于鲁棒自适应的无人直升机悬停控制

2015年03月02日11:37:44 本网站我要评论(2)字号：T | T | T

关键字：应用

摘要：小型无人直升机凭借良好的机动特性，在军事和民用方面有着广泛的用途。针对小型无人直升机悬停模型，考虑模型参数不确定对无人机控制的影响，提出一种鲁棒自适应控制律，实现无人机控制系统对不确定扰动的抑制。首先，基于无人直升机线性化悬停模型设计滑模面，并结合标称系统控制的反馈增益，获得滑模面的设计参数；在此基础上，利用传统滑模趋近律设计方法设计控制器；为改善系统控制性能，设计基于自适应增益的趋近律，实现系统鲁棒自适应控制。其次，利用Lyapunov稳定理论对所设计的鲁棒自适应控制策略的稳定性进行分析说明。较后，通过与基于指数趋近律以及变速趋近律的两种滑模控制方法仿真对比，验证了所设计的控制方法的有效性和优越性。

关键词：无人直升机；自适应滑模控制；鲁棒性

中图分类号：ＴＰ２７３　　　　　文献标志码：Ａ

１　引　言

小型无人直升机以其具有垂直起降、空中悬停、慢速飞行、机动性好等特性，填补了近地面环境智能化武器装备的空白，成为当前无人机发展的一个重要方向［1］。然而，小型无人直升机是一个高度非线性、开环不稳定、强耦合的复杂系统，无人直升机控制问题仍是该领域研究的重点和难点问题。

文献［2］采用基于模型控制的智能学习方法实现了无人直升机的倒飞悬停控制。YehFK等人将模糊推理控制应用于无人直升机的控制中，取得了比较好的效果［3-4］。文献［5］基于神经网络实现了双转子系统的俯仰通道控制。尽管一些智能控制方法不需要精确的数学模型，但是对环境的自适应能力较差［6］；神经网络虽然能较好解决系统中的一些非线性和模型摄动问题，但控制效果依赖于模型的精确程度［7-8］。

本文针对文献［9］中的无人机模型，考虑无人机在飞行过程中存在的模型不确定问题，提出一种基于鲁棒自适应的增益控制律，通过该增益的自动调节，动态抑制模型中的参数不确定干扰，使系统在整个控制过程中都具有较好的控制效果。

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基于鲁棒自适应的无人直升机悬停控制

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