动态步长三维实时航迹规划适应串级自抗扰弹性飞翼无人机姿态控制

      直接在三维空间进行无人机(UAV)航迹规划难度较大的问题,将三维规划分解为二维平面规划和高度规划,最后再合成得到三维航迹,使规划空间得以简化,降低问题的复杂度;为实现在威胁区域对航迹的精细搜索,降低危险性,提出了一种根据与威胁的距离而动态调整搜索步长的策略;当无人机遇到突发威胁时,通过设置子目标点,帮助无人机快速修正航迹,实现航迹重规划.仿真试验结果验证了所提方法的有效性,无人机可以安全绕开突发威胁,实现三维规划,采用动态步长,航迹的受威胁程度降低。

      飞翼无人机因其宽泛的飞行包线和特殊的布局带来的飞行控制技术难点,给出了一种自适应串级自抗扰飞翼无人机宽包线控制算法。首先,推导了适用于该算法的弹性飞翼无人机的非线性数学模型;其次,分别设计了弹性飞翼无人机的内环和外环自抗扰姿态控制器。自适应自抗扰控制器利用扩张状态观测器进行估计并动态反馈补偿,再利用NLSEF抑制补偿残差;不需要无人机精确的模型参数,也无需精确的气动参数及摄动界限。仿真分析显示所设计的自适应自抗扰控制器较好地解决了弹性飞翼无人机从低空低速到高空高速的鲁棒控制,能够克服干扰及气动模态参数大范围摄动的影响。


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