基于动态逆的飞行器质心突变L1自适应控制

摘要

质心突变会导致飞行器模型参数发生变化，由此产生的附加力矩会严重影响系统瞬态、稳态性能，甚至可能导致事故的发生.针对上述问题，本文提出了一种基于非线性动态逆的L1自适应控制策略.首先，构建了质心突变飞行器动力学模型，将质心突变产生的附加力矩视作外界干扰，将姿态角及角速度动力学方程转化为仿射非线性形式；其次，设计了姿态角-角速度非线性级联控制器，内回路采用动态逆控制实现了非线性动态的快速解耦，并结合L1自适应策略对质心突变产生的扰动项进行补偿，外回路采用增量非线性动态逆控制；最后，基于Lyapunov定理分别证明了增量非线性动态逆和L1自适应动态逆控制算法的稳定性，并通过数值仿真验证了所提控制策略的有效性.

关键词

L1自适应 / 增量动态逆 / 非线性动态逆 / 质心突变 / 飞行控制律

基金资助

国家自然科学基金资助项目（52402475,52272369）; 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（NS2024053）; 南京航空航天大学研究生科研与实践创新计划资助项目（xcxjh20231503）