一种基于Backstepping法的无人机姿态系统控制方法

摘要

本发明的目的在于提供一种基于Backstepping法的无人机姿态系统控制方法，以姿态控制力矩作为输入，以姿态角为输出设计姿态控制系统。将无人机复杂的非线性姿态系统分为角运动系统和动力系统，三个姿态角的变化率作为中间变量将两个子系统连接在一起。针对角运动系统设计虚拟控制律，作为对系统的静态补偿。构造子系统的Lyapunov函数，使得子系统每个状态变量具有适当的渐近稳定特性，在此基础上反推到整体系统，用子系统的Lyapunov函数表示出整体系统的Lyapunov函数，并根据Lyapunov稳定定理设计出满足控制要求的控制律并通过自动驾驶仪产生相应的力矩作为姿态系统的控制输入量，使系统达到期望状态。本发明能够消除无人机飞行过程中的偏差，回使其到正常轨迹线上。