高杨军, 孙秀霞, 刘宇坤， 刘希

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

无人机自主着陆的双环混合迭代滑模控制

高杨军, 孙秀霞, 刘宇坤， 刘希

(空军工程大学 航空航天工程学院, 陕西 西安 710038)

提出了一种无人机自主着陆精确轨迹跟踪的双环混合迭代滑模控制器。外环和内环均采用两级混合迭代滑模控制方法,第一级滑模采用全局动态切换函数,第二级迭代滑模切换函数中引入了非线性积分项,并采用准滑模控制的策略。该方法消除了滑模控制的到达运动阶段,在保持传统积分滑模控制精度的同时,还消除了积分滑模固有的超调和变结构控制的抖振问题。通过在外环滑模切换函数中引入俯仰角的微分项,直接设计俯仰角微分指令,克服了传统方法需要求俯仰角指令微分的缺点。理论推导和仿真结果均表明,该方法具有良好的动态跟踪性能和很强的鲁棒性。

双环控制; 全局滑模; 积分滑模; 高阶滑模; 迭代滑模

0 引言

无人机凭借其机动灵活、成本低、无人驾驶、能自主执行任务等诸多优势,已成为全球研究和发展的热点。自主着陆是无人机安全回收的前提,是无人机的关键技术之一[1]。在飞行着陆期间,需要在大气紊流、阵风、风切变等干扰环境中对飞行轨迹进行精确跟踪控制。同时,飞机是一个复杂的非线性控制对象,不可能获得精确的数学模型。因此,自主着陆控制是一个典型的鲁棒控制问题,这本身就是控制领域一个具有挑战性的课题,吸引着众多的专家和学者进行研究。……