[发明专利]固定翼无人机位置跟踪偏差约束下终端滑模控制方法

权利要求书

1.固定翼无人机位置跟踪偏差约束下终端滑模控制方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一，建立固定翼无人机三自由度动力学模型；

步骤二，基于预设性能函数和快速非奇异终端滑模面设计有限时间约束控制器，并利用自适应扰动观测器估计模型中的不确定性扰动以提高固定翼无人机外环约束控制精度；

步骤三，将所述有限时间约束控制器的输出结果作为控制输入信号，以实现固定翼无人机位置跟踪偏差约束下的终端滑模控制。

2.根据权利要求1所述的固定翼无人机位置跟踪偏差约束下终端滑模控制方法，其特征在于，所述步骤一具体包括以下过程：

步骤1.1定义无人机在惯性坐标系X轴、Y轴和H轴三个方向上的位置P＝[x，y，h]^T，建立固定翼无人机三自由度运动学模型

其中，V为无人机的飞行空速，γ和χ为无人机的航迹倾斜角和航迹方位角，并建立无人机三自由度质点模型：

其中，m为无人机的质量，g为重力加速度，T_e和D_f为发动机推力和阻力，φ为滚转角，n为载荷系数即升力与重量的比值，且gn cosφ和gn sinφ分别表示固定翼无人机的俯仰加速度和偏航加速度；D＝[d_t，d_y，d_p]^T，d_t，d_y，d_p分别为模型中V、χ和γ三个参量中存在的不确定性扰动；引入无人机的伪控制量

U＝[u_t，u_y，u_p]^T (3)

其中，伪控制量中的各元素u_t，u_y和u_p与n，φ和T之间的关系分别为u_y＝gn sinφ和u_p＝gn cosφ；

通过对(1)式求导，得到

其中，旋转矩阵R为

通过把式(2)代入式(4)，得到

将无人机动力学模型改写为

其中G＝[0，0，-g]^T。