[发明专利]基于分数阶滑模反步法的动力翼伞高度控制方法

权利要求书

1.基于分数阶滑模反步法的动力翼伞高度控制方法，其特征在于，包括以下步骤，

步骤S1、获取动力翼伞初始状态信息；

步骤S2、将动力翼伞的初始状态信息输入到分数阶滑模反步控制器，所述分数阶滑模反步控制器通过控制动力翼伞的航迹倾角实现对其高度的控制；

所述分数阶滑模反步控制器包括如下：

步骤S2.1、建立纵向面航迹倾角模型，通过控制律控制航迹倾角；

步骤S2.2、通过反步法设计控制律；

步骤S2.3、采用分数阶滑模面设计得到控制律；

所述控制律u如下：

其中，b，k和ε为可调参数，D表示微积分算子，α，β∈R表示算子的阶数，是对关于控制器的状态和控制输入的函数f的估计值，x_1d代表期望的航迹倾角σ_d，λ₁是滑模面增益，s为分数阶滑模面，sgn()为符号函数；

所述分数阶滑模反步控制器还包括扩张状态观测器，所述扩张状态观测器用于对控制器中的不确定项进行观测；

所述扩张状态观测器如下：

其中是对X＝[x₁x₂f]^T的估计值，B₁＝[0b0]^T，

2.如权利要求1所述的基于分数阶滑模反步法的动力翼伞高度控制方法，其特征在于，所述动力翼伞初始状态信息包括动力翼伞的位置信息、实际高度、期望高度、速度、俯仰角。

3.如权利要求1所述的基于分数阶滑模反步法的动力翼伞高度控制方法，其特征在于，所述纵向面航迹倾角模型如下，

x₁＝σ

其中，f代表关于控制器的状态和控制输入的函数；x代表控制器的状态向量；u代表控制律；b为可调参数。

4.如权利要求3所述的基于分数阶滑模反步法的动力翼伞高度控制方法，其特征在于，所述反步法设计控制律u得到李雅普诺夫函数V₁，

其中，e₁为跟踪误差，e₂为辅助误差信号，k₁∈R⁺是反馈增益。