无人机绕速度矢量轴滚转机动自适应滑模边界保护控制

刘晓栋，吴庆宪，陈 谋，邵书义

（南京航空航天大学自动化学院,南京 211106）

无人机相比有人机，具有以下优点：尺寸更小，隐身性更好，不受驾驶员生理条件限制，具有更大的性能包线［1-3］。随着现代空战理念的发展，无人机作战必须具备大机动能力。大机动能力指无人机在超过失速迎角之后，仍有对姿态做出调整的能力［4］。大机动无人机应用在现代战场可以实现机头快速指向与小半径转弯使之迅速处于有利位置，所以研究大机动无人机控制技术具有重要的理论意义和应用价值。由于无人机没有经验丰富的驾驶员，如何保证无人机的飞行安全是需要首先解决的问题。

为了保证无人机的飞行安全，可在解算无人机安全边界的基础上进行边界保护控制。安全边界的定义与解算近年来有了新的发展，可以归纳为可达平衡集和可达集两种方法。许多学者已将上述方法应用于各类飞行器的边界解算中。雍可南综合运用可达平衡集与可达集解算出F16飞机的边界［5］。季雨璇等应用可达平衡集实现战斗机俯仰机动和滚转机动可达区域的求解，为实际飞行提供了参考［6］。针对状态约束机动，上述文献将可达平衡集和可达集应用于各类飞行器的边界解算，可以准确解算边界，然而其解算过程耗时冗长，不能满足大机动无人机边界保护的实时性要求，所以需要对上述方法进行改进以提高解算实时性。当解算出无人机的安全边界后，可以应用边界保护系统，使飞行状态不越界，进而保证飞行安全。……