一种基于二阶滑模控制理论的协同导引律*
2018-09-01崔宁王博纪毅
航天控制 2018年4期
关键词:设计
崔 宁 王 博 纪 毅
1. 珠海城市职业技术学院机电工程学院,珠海 519090 2. 吉林大学珠海学院机械与汽车工程系,珠海 519041 3. 北京理工大学宇航学院,北京 100081
无人机作为新兴航空器,广泛应用于战场监测和海关稽查、森林防火、桥梁检修、地势勘测、灾害救援等任务中。在诸多无人机工程应用实际情景中,很多条件下单一无人机无法完成任务,如:多无人机牵引。受自身能量、载荷及其他因素限制,单一无人机承重有限,对于较重的物体,只能采用协同牵引的方式,由多个无人机一起完成。在此情况下,多无人机协同作业是一种必要的且行之有效的手段。
无人机协同导引是无人机协同作业的基础,其基本要素为对各无人机飞行时间的规划与控制,即各无人机在期望时刻同时飞行至既定区域,完成既定任务。如何使飞行时间收敛于期望时间,如何规划期望飞行时间,是无人机协同制导的2个重要问题。针对以上2个问题,在已公开的文献中已有很多研究。针对第1个问题Jeon等人[1]基于经典比例导引法设计导引律,利用最优控制理论引入剩余飞行时间估测项,通过控制剩余飞行时间估测与期望剩余飞行时间的差值实现时间的约束;Kumar等人[2]提出了较为精确的剩余飞行时间估计式,并利用经典滑动模态控制理论约束飞行时间;在此基础上,Yang等人[3]对剩余飞行时间估计式进行简化,建立了一种新型协同导引模型,其特点为在系统状态方程中,各系统状态量均对横向飞行距离求导数,从而将已用时间以函数形式表示;……
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