基于非线性干扰观测器的直升机滑模反演控制

资 源 简 介

基于非线性干扰观测器的直升机滑模反演控制

详 情 说 明

直升机作为一种具有强耦合、非线性特性的飞行器，其控制问题一直是航空领域的重点研究方向。传统的控制方法在面对系统不确定性和外部干扰时往往难以取得理想效果，而结合非线性干扰观测器（NDO）的滑模反演控制提供了一种有效的解决方案。

非线性干扰观测器能够实时估计并补偿系统中存在的未知干扰或模型不确定性，为控制器提供更准确的状态信息。通过设计合适的观测器结构，可以将干扰估计值反馈到控制律中，从而显著提高系统的抗干扰能力。

滑模控制以其固有的鲁棒性著称，特别适合处理存在参数摄动和外部扰动的系统。其核心思想是通过设计滑动模态，使系统状态在有限时间内到达并保持在预设的滑模面上。这种控制方法对匹配干扰具有完全鲁棒性，但可能带来高频抖振问题，需要结合其他技术进行优化。

反演控制是一种适用于严格反馈系统的递推设计方法，特别适合直升机这类多输入多输出的复杂系统。通过逐步虚拟控制量的设计，反演控制能够有效处理系统的非线性特性，并确保闭环系统的稳定性。

将三者结合形成的控制策略既保留了滑模控制的强鲁棒性，又通过反演控制解决了系统非线性问题，同时利用非线性干扰观测器进一步提升了系统的抗干扰能力。这种复合控制方法为直升机在复杂环境下的稳定飞行和精确跟踪提供了新的技术途径。