专利详情

专利权人	西北工业大学
专利名称	一种基于扰动观测器的高超声速飞行器姿态控制方法
专利简介（摘要）	本发明提供了一种基于扰动观测器的高超声速飞行器姿态控制方法。该方法将扰动观测器、抗饱和控制方法与反馈线性化控制器相结合。首先构建了高超声速飞行器的标称模型，并利用反馈线性化方法对标称模型进行变换，从而满足高超声速飞行器的基本稳定需求。然后设计了一个扰动观测器，以生成对飞机模型的气动参数不确定性和复杂扰动的估计。此外还建立了辅助系统以减少输入约束的影响。设计的控制方法具有良好的姿态跟踪能力和鲁棒性，能够将反馈线性化控制器与线性扰动观测器相结合，以估计由空气动力学不确定性和复杂扰动组成的总扰动。此外能够考虑到输入约束，在稳态误差收敛的情况下，通过修正输入执行器饱和时高超声速飞行器姿态状态来实现跟踪配平。
专利类型	发明专利
专利号	CN202310317962.9	申请日	2023-3-28	有效期限	20年
技术领域	电子信息技术,
解决的技术问题	高超声速飞行器在飞行包线、气动外形和运动学特性方面与传统飞行器有很大不同，具有较强的不确定性、强耦合和约束特性。所有这些因素都使得高超声飞行器姿态控制成为一项困难而富有挑战性的任务。针对高超声速飞行器提出的大多数姿态控制方法仍然存在以下两个缺点。一是没有考虑空气动力学参数的不确定性和复杂扰动。另一点是，在高超声速飞行器的执行器中存在物理约束，在设计控制系统时，需要考虑并适当处理输入约束，否则控制性能可能会降低，甚至系统可能不稳定。
发明内容	为解决现有技术存在的问题，本发明提出一种基于扰动观测器的高超声速飞行器姿态控制方法，将扰动观测器、抗饱和控制方法与反馈线性化控制器相结合。首先，本发明构建了高超声速飞行器的标称模型，并利用反馈线性化方法对标称模型进行变换，从而满足高超声速飞行器的基本稳定需求。然后，本发明设计了一个扰动观测器，以生成对飞机模型的气动参数不确定性和复杂扰动的估计。此外，本发明还建立了辅助系统以减少输入约束的影响。本发明设计的控制方法相比传统控制方法具有良好的姿态跟踪能力和鲁棒性。
技术效果	本发明提供的一种基于扰动观测器的高超声速飞行器姿态控制方法，能够将基本反馈线性化控制器与线性扰动观测器相结合，以估计由空气动力学不确定性和复杂扰动组成的总扰动。此外，该方法能够考虑到输入约束，在稳态误差收敛的情况下，能够通过修正输入执行器饱和时高超声速飞行器姿态状态来实现跟踪配平。
专利交易方式	许可
预计交易额	不低于10万元
联系人	秦老师		电话	029-68518707
邮箱			QQ
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