基于状态估计和特征模型的高空飞艇定点控制

针对风场干扰下高空飞艇的定点驻留控制问题,阐述如何利用系统状态估计值和特征模型对飞艇进行控制器设计。首先,在平流层飞艇受力分析的基础上,建立了数学模型;然后设计了扩展卡尔曼滤波器,利用测量得到的飞艇位置信息估算飞艇当前的位置、艇速和风速3个状态变量;随后建立系统特征模型,并将估计所得的状态变量和基于特征模型的黄金分割控制器相结合,对飞艇进行定点控制;最后通过数学仿真验证本文所设计的控制器的有效性,并且和传统PD控制器的控制结果对比,表明了该控制器的优越性。