考虑驾驶仪动态特性的多飞行器编队构型控制方法

摘要

针对多枚飞行器的空间编队构型控制问题,综合考虑外部扰动和飞行器驾驶仪一阶动态特性,基于虚拟结构法设计了有限时间收敛的控制律。基于微分几何理论,对飞行器的非线性运动方程进行了精确的线性化处理,得到了解耦的双积分系统;建立了飞行器的跟踪误差矢量模型,采用滑模扰动观测器估计系统扰动,设计了一种新颖的二阶滑模控制律,可保证编队系统渐近收敛并在期望时刻形成最终构型;结合飞行场景,为满足对远距离目标的定位需求,给出了所需满足的空间构型约束条件,并得到了各飞行器在弹目视线坐标系下的期望终端位置矢量。仿真结果表明,所提控制方法可有效消除系统干扰和驾驶仪动态特性的影响,实现视线系下系统构型的高精度控制,蒙特卡洛仿真则进一步验证了控制方法的鲁棒性。