[发明专利]一种基于位置误差的无人飞行器滑模控制侧滑转弯方法

权利要求书

1.一种基于位置误差的无人飞行器滑模控制侧滑转弯方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，在无人飞行器上安装YIS500-N型MEMS战术级惯性传感系统，测量飞行器的偏航角与侧向加速度；

步骤S20，根据YIS500-N型MEMS战术级惯性传感系统测量得到的侧向加速度信号，进行两次积分分别得到侧向速度信号与侧向位置信号，并与侧向位置指令信号进行对比，得到侧向位置误差信号；

步骤S30，根据所述的侧向位置误差信号，进行线性积分得到误差积分信号，并与侧向位置误差信号以及侧向速度信号，组成相应的非线性滑模信号，并通过校正，得到偏航角期望信号；

步骤S40，根据YIS500-N型MEMS战术级惯性传感系统测量得到的偏航角信号与所述的偏航角期望信号进行对比，得到偏航角误差信号，然后进行积分得到偏航角误差积分信号，再构造非线性微分器，得到偏航角误差的非线性微分信号；

步骤S50，根据所述的偏航角误差信号、偏航角误差积分信号与偏航角误差的非线性微分信号构造非线性滑模面与偏航通道滑模控制信号，输送给无人飞行器偏航舵系统，即可实现无人飞行器的侧向转弯的质心位置控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于位置误差的无人飞行器滑模控制侧滑转弯方法，其特征在于，在无人飞行器上安装YIS500-N型MEMS战术级惯性传感系统，测量飞行器的偏航角与侧向加速度，根据测量得到的侧向加速度信号，进行两次积分得到侧向速度信号与侧向位置信号，并与侧向位置指令信号进行对比，得到侧向位置误差信号包括：

v_z＝∫a_zdt；

z＝∫v_zdt；

e_z＝z-z^d；

其中a_z为采用YIS500-N型MEMS战术级惯性传感系统测量无人飞行器的侧向加速度得到的测量值，v_z为侧向速度信号，dt表示对时间信号进行积分；z为侧向位置信号，z^d为根据无人飞行器的侧向任务设定侧向期望位置信号，e_z为侧向位置误差信号。

3.根据权利要求1所述的一种基于位置误差的无人飞行器滑模控制侧滑转弯方法，其特征在于，根据所述的侧向位置误差信号，进行线性积分得到误差积分信号，并与侧向位置误差信号以及侧向速度信号，组成相应的位置误差非线性滑模信号，并通过校正得到位置误差非线性滑模校正信号，最终得到偏航角期望信号包括：

s_z＝∫e_zdt；

ψ^d＝s₂+c₇w₂；

其中e_z为无人飞行器侧向位置误差信号，s_z为位置误差积分信号，v_z为侧向速度信号，s₂为位置误差非线性滑模面信号，w₂为位置误差非线性滑模校正信号；ψ^d为最终的偏航角期望信号，c₁,c₂,c₃,c₄,c₅,c₆,ε₁,ε₂,ε₃为常值参数；T₁、T₂为滤波参数，c₇为常值参数，s代表传递函数的微分算子。

4.根据权利要求1所述的一种基于位置误差的无人飞行器滑模控制侧滑转弯方法，其特征在于，根据所述的偏航角误差信号、偏航角误差积分信号与偏航角误差的非线性微分信号构造非线性滑模面与偏航通道滑模控制信号包括：

其中e_ψ为无人飞行器偏航角误差信号，s₃为偏航角误差积分信号，D₁为偏航角误差的非线性微分信号，w_a为角度误差非线性滑模面信号，k₃,k₄,k₅,k₆,k₇,k₈、ε_a、ε_b、ε_c为常值控制参数；T₃、T₄为滤波参数，s代表传递函数的微分算子；w_b为滑模校正信号，u_h为偏航通道控制信号，c₈,c₉,c₁₀,ε_d为常值参数；最后，将所得到的偏航通道控制量u_h输送给偏航舵系统，然后保证滚转通道的滚转角期望信号为0，即实现滚转角的镇定，即可实现无人飞行器的偏航转弯，跟踪期望的侧向位置信号。