[发明专利]实现飞艇按照给定速度稳定飞行的速度跟踪控制方法

摘要

本发明公开了实现平流层飞艇按照给定速度稳定飞行的速度跟踪控制方法，生成前向飞行速度测量与速度误差信号；形成基于误差的非线性增益项；测量垂向速度、俯仰角、俯仰角速率以及构建自适应项；设计飞艇速度跟踪控制律；根据飞艇俯仰通道的微分方程所建立的数学模型，近似模拟飞艇俯仰通道的特性；通过不断调整控制参数，观察飞艇各状态的数据并画图，观测飞艇横向飞行速度的数据曲线，分析匀速跟踪控制的响应效果，从而最终确定一组飞艇控制参数，使得飞艇的速度跟踪控制具有满意的动态响应与稳态响应性能。

主权项

1.一种实现平流层飞艇按照给定速度稳定飞行的速度跟踪控制方法，其特征在于，按照以下步骤进行：步骤一，生成前向飞行速度测量与速度误差信号；步骤二，形成基于误差的非线性增益项П如下：其中，u为前向飞行速度，e_u为速度误差变量，ε₁、ε₂与ε₃为正常数，均在[0，1]之间选取；步骤三，测量垂向速度、俯仰角、俯仰角速率以及构建自适应项；首先，采用速率陀螺仪测量飞艇的俯仰角速率，记为q，然后采用测角陀螺仪测量飞艇的俯仰角，记为θ，最后采用惯性导航设备测量垂向速度，记为w，其次构建自适应项R如下：中e表示指数函数，τ为正常数，u₁为飞艇俯仰舵偏角，用于稳定与控制飞艇的俯仰姿态角；项用于补偿飞艇俯仰姿态的变化对速度跟踪控制带来的干扰；与为自适应调节规律，其设计如下：其初始值选取为Γ_d为正常数，初步选取为Γ_d＝0.01，其初始值选取为Γ_v3为正常数，初步选取为Γ_v3＝0.003，其初始值选取为Γ_v4为正常数，初步选取为Γ_v4＝0.01，步骤四，设计飞艇速度跟踪控制律；步骤五，利用计算机，根据飞艇俯仰通道的微分方程所建立的数学模型，近似模拟飞艇俯仰通道的特性；步骤六，将步骤四飞艇速度跟踪控制律所得的控制量代入步骤五所建立的数学模型，通过不断调整控制参数，并观察飞艇各状态的数据并画图，观测飞艇前向飞行速度的数据曲线，分析匀速跟踪控制的响应效果，从而最终确定一组飞艇控制参数，使得飞艇的速度跟踪控制具有满意的动态响应与稳态响应性能。