风干扰下倾转旋翼飞行器直升机模态预设性能跟踪控制

摘要

倾转旋翼机具有在复杂环境下执行任务的能力,逐渐成为新构型飞行器领域研究的热点。针对风干扰下倾转旋翼机直升机模态的建模与跟踪控制问题,提出一种基于神经网络干扰观测器与预设性能方法的跟踪控制方法。首先,对倾转旋翼机进行分体建模,并将地面风对机体的影响设定成有界外部干扰的形式,建立了风干扰下的直升机模态动力学模型。其次,为了提高直升机模态跟踪控制的鲁棒性,采用神经网络逼近系统中的未知函数,并利用干扰观测器估计机体所受扰动。再次,基于上述设计,提出一种基于预设性能函数的抗干扰跟踪控制器,并通过Lyapunov方法证明跟踪误差是有界的。最后,仿真结果表明,所提方法的位置、角度跟踪误差在2 s内就能快速收敛,并且始终位于预设的性能界内。进一步表明所提算法能够有效实现倾转旋翼机的稳定跟踪控制,并具有良好的环境适应能力与鲁棒性。