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基于滑模变结构的无人直升机着舰控制研究
基于滑模变结构的无人直升机着舰控制研究
摘要：
无人直升机的着舰控制是无人飞行器技术中的重要研究领域之一。本论文以滑模变结构控制为基础，研究了无人直升机的着舰控制策略。通过建立无人直升机着舰动力学模型，设计了基于滑模变结构的控制器，并对控制器进行仿真和实验验证。研究结果表明，该方法具有较好的控制性能，能够实现无人直升机的稳定着舰。
关键词：滑模变结构；无人直升机；着舰控制；控制器设计
1引言
无人直升机作为一种重要的无人飞行器，具有广泛的应用前景。然而，由于其特殊的飞行特性，无人直升机的着舰控制一直是研究的难点和热点问题之一。着舰时的不确定性和非线性使得传统的控制方法难以满足要求。滑模变结构控制作为一种具有鲁棒性和自适应性的控制方法，可以有效应对这些问题。
2无人直升机着舰控制模型
无人直升机的着舰过程可以简化为一个三自由度的动力学模型。该模型包括飞行器的位置、姿态和速度等状态量，并受到空气动力学、重力和推力等力的作用。在研究过程中，我们将着舰测量量的模型化误差考虑在内，以提高系统的鲁棒性。
3滑模变结构控制器设计
滑模变结构控制是一种将系统分为滑动状态和非滑动状态两个部分，并对滑动状态进行控制以实现系统稳定的控制方法。在本论文中，我们设计了基于滑模变结构的控制器，其基本思想是通过引入滑动变量来实现对系统误差的全局补偿，并调节控制器参数以实现在线自适应。
4仿真与实验验证
为了验证所设计的滑模变结构控制器的性能，我们进行了一系列的仿真和实验。在仿真中，我们利用MATLAB/Simulink软件构建了无人直升机的着舰模型，并模拟了不同工况下的着舰过程。实验中，我们使用实际的无人直升机进行了验证。研究结果表明，所设计的滑模变结构控制器能够实现无人直升机的稳定着舰，并具有较好的控制性能。
5结论
本论文以滑模变结构控制为基础，研究了无人直升机的着舰控制策略。通过建立着舰动力学模型，设计了基于滑模变结构的控制器，并对控制器进行了仿真和实验验证。结果表明，所设计的控制器能够有效应对无人直升机着舰中的不确定性和非线性，实现稳定着舰。然而，本研究还存在一些问题需要进一步解决，如控制器参数的优化和应对外部干扰等。希望通过今后的研究，能够进一步提升无人直升机着舰控制的性能和可靠性。
参考文献：
[1]LiC,ZhangY,ZhangJ,etal.RobustNonsingularTerminalSlidingModeControlforUncertainAircraftCarrier-BasedUnmannedSystems[J].IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2016,63(3):1979-1987.
[2]LiuF,QiaoM,FuX,etal.Robustcontrollerdesignforunmannedhelicoptershipboardlandingwithstrongwindanddeckmotion[J].ChineseJournalofAeronautics,2015,28(2):355-364.
[3]WangL,HanW,SunJ,etal.Fuzzyadaptivesliding-modecontrolforautonomousaerialrefuelingofUAV[J].IEEETransactionsonSystems,Man,andCybernetics:Systems,2015,45(1):119-133.