基于L_(1)自适应控制律的无人机滚转控制

在飞行器参数变化时,L_(1)自适应控制相对于传统比例积分微分(proportional integral derivative,PID)控制方法具有理想的控制效果。针对某型存在参数不确定性的无人机,建立了无人机横侧向动力学模型,在对L_(1)自适应控制理论进行研究的基础上,分别设计了L_(1)自适应控制律和比例微分(proportional derivative,PD)控制律,通过算例仿真,对比分析了这两种控制律对无人机滚转角的控制效果。结果表明,L_(1)自适应控制律具有良好的抗飞行器参数变化能力,鲁棒性强,对无人机飞行控制系统设计具有重要的参考价值。

基于L_1-ITD的尾座式无人机姿态控制

针对尾座式无人机在垂直起降(VTOL)阶段对风干扰敏感的问题,提出了一种基于L1-ITD的尾座式无人机姿态控制方法。建立了垂直起降阶段尾座式无人机六自由度非线性模型,设计了基于L1自适应的无人机姿态控制器,可抑制扰动对系统性能的影响,实现垂直起降阶段存在风干扰和模型不确定时对无人机姿态的良好控制。在此基础上,针对L1自适应控制方法对量测噪声敏感及无法直接获取有效微分信号的问题,引入改进跟踪微分器,在快速精确跟踪信号的同时抑制了量测噪声的影响。仿真结果验证了所提方法的有效性。

考虑执行机构饱和的迎角跟踪控制

为了进一步改善控制系统的鲁棒性,在非线性动态逆控制器设计的基础上,设计L_(1)自适应控制环节补偿逆误差及外部干扰的影响。为了保证系统稳定性,针对执行机构饱和约束,引入伪控制保护补偿信号,调整参考输入,使得执行机构在任何时刻均不会进入饱和状态。最后,以迎角指令跟踪控制为例进行仿真验证,表明具有伪控制保护的L_(1)自适应补偿策略对迎角跟踪控制保持良好的指令跟踪性能。