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带臂全驱动六旋翼无人机安全滑模轨迹跟踪控制
1
作者
屈忠灿
聂双顺
+1 位作者
方兵
张之得
《火力与指挥控制》
北大核心
2025年第9期142-149,共8页
针对带臂全驱动六旋翼无人机的避障飞行作业问题,提出一种具有状态约束的安全滑模控制方法。通过无人机与机械臂解耦建立系统动力学模型,并设计位置与姿态的滑模标称控制器,实现六自由度状态轨迹跟踪控制。考虑避障需求,分别建立机体、...
针对带臂全驱动六旋翼无人机的避障飞行作业问题,提出一种具有状态约束的安全滑模控制方法。通过无人机与机械臂解耦建立系统动力学模型,并设计位置与姿态的滑模标称控制器,实现六自由度状态轨迹跟踪控制。考虑避障需求,分别建立机体、机械臂关节以及末端执行器位置的系统状态约束,利用控制障碍函数结合二次规划算法修正标称控制量,实现安全轨迹跟踪。通过仿真实验验证了所提出方法的有效性。
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关键词
全驱动无人机
机械臂
滑模控制
控制障碍函数
安
全
约束
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职称材料
非平面全驱动多旋翼无人机的鲁棒预测控制
被引量：
2
2
作者
马赟
王源
+2 位作者
李蒙
王鹏
汤艳玲
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期415-422,共8页
针对非平面全驱动多旋翼无人机飞行时易受外部风场与未建模动态影响等问题,设计了鲁棒性较好的预测控制系统。采用牛顿-欧拉法构建了无人机六自由度非线性运动模型;设计了线性扩张状态观测器,将同时受匹配与非匹配干扰影响的无人机系统...
针对非平面全驱动多旋翼无人机飞行时易受外部风场与未建模动态影响等问题,设计了鲁棒性较好的预测控制系统。采用牛顿-欧拉法构建了无人机六自由度非线性运动模型;设计了线性扩张状态观测器,将同时受匹配与非匹配干扰影响的无人机系统转化为仅受匹配干扰影响的等效系统,用以估计系统的状态变量;针对等效系统设计预测控制器以降低系统输出振荡和输入激增,设计干扰补偿器以提升闭环系统抗干扰的鲁棒性。仿真实验表明:与常规的非线性动态逆控制方法相比,该算法下的闭环系统具有更强的抗干扰能力与更高的轨迹跟踪精度。
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关键词
非平面
全
驱动
多旋翼
无人机
匹配干扰
非匹配干扰
预测控制
轨迹跟踪
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职称材料
一种双倾斜式全驱动六旋翼无人机的建模与控制
被引量：
7
3
作者
陈钢
宋光明
+2 位作者
郝爽
顾玥
宋爱国
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期254-262,共9页
常规旋翼无人机大都采用共线设计,只能产生竖直方向的推力,极大地限制了旋翼无人机在涉及物理交互任务时的应用。针对此问题,研究了一种双倾斜式全驱动六旋翼无人机,采用旋翼转轴非共线的设计方法,可以实现位置与姿态的独立控制。提出...
常规旋翼无人机大都采用共线设计,只能产生竖直方向的推力,极大地限制了旋翼无人机在涉及物理交互任务时的应用。针对此问题,研究了一种双倾斜式全驱动六旋翼无人机,采用旋翼转轴非共线的设计方法,可以实现位置与姿态的独立控制。提出了一种抑制抖振的改进型积分滑模控制器,并与PID控制器、积分反演控制器和传统积分滑模控制器进行对比。仿真结果表明,所提出的改进型积分滑模控制器能够实现旋翼无人机位置与姿态的独立控制,并能够有效克服自身模型参数的不确定性以及外部的风场扰动完成定点悬停与复杂的轨迹跟踪。实物样机实验结果表明,该设计的全驱动旋翼无人机在长距离横向运动时能够保持水平姿态,俯仰角和滚转角误差控制在±2°以内。
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关键词
全驱动无人机
控制分配
轨迹跟踪
滑模控制
风场扰动
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职称材料
题名
带臂全驱动六旋翼无人机安全滑模轨迹跟踪控制
1
作者
屈忠灿
聂双顺
方兵
张之得
机构
福建农林大学机电工程学院
出处
《火力与指挥控制》
北大核心
2025年第9期142-149,共8页
文摘
针对带臂全驱动六旋翼无人机的避障飞行作业问题,提出一种具有状态约束的安全滑模控制方法。通过无人机与机械臂解耦建立系统动力学模型,并设计位置与姿态的滑模标称控制器,实现六自由度状态轨迹跟踪控制。考虑避障需求,分别建立机体、机械臂关节以及末端执行器位置的系统状态约束,利用控制障碍函数结合二次规划算法修正标称控制量,实现安全轨迹跟踪。通过仿真实验验证了所提出方法的有效性。
关键词
全驱动无人机
机械臂
滑模控制
控制障碍函数
安
全
约束
Keywords
fully-actuated UAV
robotic arm
sliding mode control
control barrier function
safe constraints
分类号
TP273 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
非平面全驱动多旋翼无人机的鲁棒预测控制
被引量：
2
2
作者
马赟
王源
李蒙
王鹏
汤艳玲
机构
扬州大学机械工程学院
出处
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期415-422,共8页
基金
国家自然科学基金(11602200)。
文摘
针对非平面全驱动多旋翼无人机飞行时易受外部风场与未建模动态影响等问题,设计了鲁棒性较好的预测控制系统。采用牛顿-欧拉法构建了无人机六自由度非线性运动模型;设计了线性扩张状态观测器,将同时受匹配与非匹配干扰影响的无人机系统转化为仅受匹配干扰影响的等效系统,用以估计系统的状态变量;针对等效系统设计预测控制器以降低系统输出振荡和输入激增,设计干扰补偿器以提升闭环系统抗干扰的鲁棒性。仿真实验表明:与常规的非线性动态逆控制方法相比,该算法下的闭环系统具有更强的抗干扰能力与更高的轨迹跟踪精度。
关键词
非平面
全
驱动
多旋翼
无人机
匹配干扰
非匹配干扰
预测控制
轨迹跟踪
Keywords
nonplanar fully-actuated unmanned aerial vehicles
matched disturbances
mismatched disturbances
predictive control
trajectory tracking
分类号
TP391.9 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
一种双倾斜式全驱动六旋翼无人机的建模与控制
被引量：
7
3
作者
陈钢
宋光明
郝爽
顾玥
宋爱国
机构
东南大学仪器科学与工程学院
东南大学生物电子学国家重点实验室
东南大学江苏省远程测控技术重点实验室
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第12期254-262,共9页
基金
国家自然科学基金(61973076)
江苏省“333工程”(BRA2019044)项目资助。
文摘
常规旋翼无人机大都采用共线设计,只能产生竖直方向的推力,极大地限制了旋翼无人机在涉及物理交互任务时的应用。针对此问题,研究了一种双倾斜式全驱动六旋翼无人机,采用旋翼转轴非共线的设计方法,可以实现位置与姿态的独立控制。提出了一种抑制抖振的改进型积分滑模控制器,并与PID控制器、积分反演控制器和传统积分滑模控制器进行对比。仿真结果表明,所提出的改进型积分滑模控制器能够实现旋翼无人机位置与姿态的独立控制,并能够有效克服自身模型参数的不确定性以及外部的风场扰动完成定点悬停与复杂的轨迹跟踪。实物样机实验结果表明,该设计的全驱动旋翼无人机在长距离横向运动时能够保持水平姿态,俯仰角和滚转角误差控制在±2°以内。
关键词
全驱动无人机
控制分配
轨迹跟踪
滑模控制
风场扰动
Keywords
fully-actuated UAV
control allocation
trajectory tracking
sliding mode control
wind field disturbance
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TH861 [机械工程—精密仪器及机械]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
带臂全驱动六旋翼无人机安全滑模轨迹跟踪控制
屈忠灿
聂双顺
方兵
张之得
《火力与指挥控制》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
非平面全驱动多旋翼无人机的鲁棒预测控制
马赟
王源
李蒙
王鹏
汤艳玲
《系统仿真学报》
CAS
CSCD
北大核心
2024
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
一种双倾斜式全驱动六旋翼无人机的建模与控制
陈钢
宋光明
郝爽
顾玥
宋爱国
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
7
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职称材料
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