宋文龙，张金阳，贾鹤鸣

(东北林业大学机电工程学院，哈尔滨150040)

飞艇森林巡防轨迹跟踪的滑模控制

宋文龙，张金阳，贾鹤鸣

(东北林业大学机电工程学院，哈尔滨150040)

为实现无人飞艇在森林巡防时的轨迹跟踪控制，针对飞艇飞行运动的非线性、耦合等特点，提出一种滑模控制方法。基于牛顿第二定律等定理推导飞艇巡防飞行的精确数学模型，并通过选取状态向量和控制向量，将其数学模型描述为非线性控制系统。通过泰勒级数展开将非线性系统简化为线性系统，并设计滑模控制律，同时采用饱和函数的方法抑制了滑模控制中的抖振问题。基于Lyapunov稳定性理论证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明，该方法的轨迹跟踪效果较为理想，可实现无人飞艇对期望轨迹的精确跟踪。

森林巡防;无人飞艇;轨迹跟踪;滑模控制

0 引言

在资源日益紧张的现代社会，资源越来越得到人们的重视，而森林资源更是首当其冲。同时对森林资源的保护工作也变得日益重要和严峻［1-3］。全国第7次森林资源审计结果显示，我国森林总面积达到19 545.22万公顷。我国森林面积巨大，对森林资源的巡防工作变成一项巨大挑战，单纯地仅仅依靠人力很难进行有效的巡防工作。通过人力进行巡防还容易受地形、气候等客观因素影响，给森林巡防工作带来很大困难。针对上述问题，笔者提出采用飞艇代替人力进行森林的巡防工作，并提出采用滑模控制方法控制飞艇进行森林巡防轨迹跟踪。……