基于规定性能自适应动态规划的空中加油受油机姿态控制研究

《Sensors》：Finite-Time Disturbance Reconstruction and ADP-Assisted Attitude Regulation for Aerial-Refueling Receiver Aircraft

　　

摘要

本文研究了在受到加油机尾流干扰、大气阵风、空气动力不确定性和惯性扰动影响下的空中加油受油飞机的姿态控制系统。为了同时提升瞬态性能、抗干扰能力和控制效率，本文提出了一种基于规定性能的自适应动态规划（ADP）框架。首先，引入了有限时间性能边界来明确约束姿态响应，并确保规定性能边界在有限时间内达到稳态值。接着，构建了一个高精度的有限时间扰动观测器，其中包含有限时间微分器，用于重构作用在受油飞机上的各类扰动。基于扰动补偿后的系统，将基于ADP的辅助策略与非线性阻尼项相结合，以实现瞬态调节和控制努力的优化。理论分析证明了在明确规定的输入到状态稳定性条件下，闭环信号的有限时间扰动重构能力和局部均匀终极有界性。与传统的ADP控制器和鲁棒有限时间控制器相比的仿真结果表明，所提出的方法能够实现更平滑的瞬态响应，并在姿态调节和控制努力之间取得良好的平衡。在三维转台平台上进行的硬件在环实验进一步验证了该控制方案的现实可行性和有效性。