一种平流层驻留飞艇姿态控制方法

摘要

本发明涉及一种平流层驻留飞艇姿态控制方法。针对平流层驻留飞艇的姿态控制问题，采用模糊变结构解耦控制方法，通过反馈线性化将非线性姿态控制系统输入输出解耦为三个通道的线性子系统；利用滑模变结构控制对模型不确定及外界扰动的不变性设计姿态控制系统，保证了系统的鲁棒性；通过模糊规则在线调整控制律参数，有效地抑制滑模变结构控制导致的抖振，提高系统的动态性能。

主权项

一种平流层驻留飞艇姿态控制方法，按以下步骤进行： 步骤一：给定指令姿态角，给定指令俯仰角θc，指令偏航角ψc，指令滚转角φc； 步骤二：误差量计算，计算指令姿态角与实际姿态角测量值之间的误差量e； 步骤三：反馈线性化变换：推导驻留飞艇的姿态运动方程，通过选取状态向量、控制向量和输出向量，得到非线性姿态控制系统，基于微分几何理论将非线性姿态控制系统输入输出解耦为俯仰、偏航和滚转三个通道的线性子系统； 步骤四：滑模变结构姿态控制律设计：选取滑模面和趋近律，采用滑模变结构控制方法设计姿态控制律，得到系统的伪控制量v； 步骤五：模糊控制器设计：以滑模面及其变化率为模糊控制器的输入，以趋近律参数为模糊控制器的输出设计模糊变结构控制器，通过模糊规则在线调整控制律参数以抑制滑模变结构控制导致的抖振； 步骤六：实际控制量计算：将满足设计指标要求的伪控制量通过反变换，转换为姿态控制系统的实际控制量u。