基于终端滑模的F-16固定翼飞行器有限时间编队控制

作     者：辛颖 姜斌 冒泽慧 吕迅竑 马亚杰 XIN Ying;JIANG Bin;MAO Zehui;LV Xunhong;MA Yajie

作者机构：南京航空航天大学自动化学院江苏南京210000 

出 版 物：《控制工程》 (Control Engineering of China)

年 卷 期：2024年第31卷第6期

页      面：973-980页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61922042) 江苏省自然科学基金资助项目(BK20211566) 中央高校基础科研业务费资助项目(NC2020002,NP2020103) 高等学校学科创新引智计划(111计划)资助项目(B20007) 

主　　题：有限时间稳定 固定翼编队控制 滑模控制 增量非线性动态逆 

摘      要：以F-16固定翼飞行器为研究对象,采用终端滑模控制方法,实现了六自由度固定翼飞行器的有限时间编队控制。首先,根据奇异摄动理论,将固定翼飞行器十二阶微分运动方程按照响应速度快慢分为外环位置编队控制系统和内环姿态跟踪控制系统。外环应用有限时间稳定性理论和非线性滑模控制方法设计了分布式控制器,实现多固定翼飞行器系统的有限时间编队控制。然后,将外环分布式控制器产生的控制信号转换为内环单架固定翼飞行器的姿态跟踪参考信号,内环应用非线性动态逆(nonlinear dynamic inversion,NDI)控制和增量非线性动态逆(incremental nonlinear dynamic inversion,INDI)控制在可能存在执行器故障的情况下实现单架固定翼飞行器姿态的跟踪控制。最后,通过仿真实例验证了该控制方法的有效性。