基于气动参数辨识的变体飞行器自适应控制方法

作者：曹承钰; 廖宇新; 曹玉腾; 李珺

来源：控制与信息技术, 2022, (03): 8-16.

DOI：10.13889/j.issn.2096-5427.2022.03.002

• 变体飞行器
• 气动参数辨识
• 扩展卡尔曼滤波
• 自适应控制

针对变体飞行器姿态控制问题，考虑气动参数不确定性和外部干扰的影响，文章提出了一种基于气动参数在线辨识的自适应控制方法。首先，基于变体飞行器运动模型，建立了气动参数辨识模型和面向控制的模型；接着，提出了一种基于气动参数在线辨识的自适应控制方法，其基于扩展卡尔曼滤波算法设计了一种气动参数在线辨识方法，在存在系统噪声和量测噪声的条件下实现了对未知气动参数的高精度在线辨识；然后提出一种基于滑模控制和干扰观测器的控制方案，并将气动参数在线辨识结果用于控制器中模型参数的更新，从而实现对变体飞行器姿态的自适应控制。基于所提出的气动参数在线辨识方法，在气动参数可辨识性分析的基础上对可辨识气动参数进行了在线辨识仿真，结果表明，所提方法可保证90%以上气动参数的辨识相对误差小于5%，表现出较高的辨识精度；最后进行了姿态自适应控制仿真，并将所提出的基于气动参数在线辨识的自适应控制方法与滑模控制方法、动态面控制方法和基于干扰观测器的控制方法进行对比，结果表明，所提出的自适应控制方法在存在较大的气动参数不确定性和外部干扰条件下，具有最强的抗干扰能力和最高的控制精度。

• 单位
  航天学院; 中南大学; 北京航天自动控制研究所