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基于补偿函数观测器的四旋翼无人机反演双曲正切滑模编队控制
1
作者
王君
宋炜
《兵器装备工程学报》
北大核心
2025年第10期255-265,共11页
针对四旋翼无人机编队易受外部环境干扰、系统耦合因素、参数不确定性等多元干扰和执行器故障的影响问题,对编队成员提出了一种基于补偿函数观测器的反演双曲正切滑模控制方法,并且通过领航者-跟随者策略实现了编队协同飞行。该方法通...
针对四旋翼无人机编队易受外部环境干扰、系统耦合因素、参数不确定性等多元干扰和执行器故障的影响问题,对编队成员提出了一种基于补偿函数观测器的反演双曲正切滑模控制方法,并且通过领航者-跟随者策略实现了编队协同飞行。该方法通过将无人机系统分为姿态内环和位置外环,分别设计了补偿函数观测器实现对复合干扰及故障信息的精确估计,并在每个子系统中设计反演滑模控制器以补偿估计信息,采用双曲正切函数替代符号函数加入控制器减弱滑模控制系统的抖振。同时,基于领航跟随法构建编队模型,并运用滑模理论设计协同控制器,以确保无人机编队按照指挥中心命令有效完成任务。实验结果表明,所设计的控制器在编队成员对比实验和协同飞行实验中表现出显著的优越性。结论为:1)所提方法能有效应对复合干扰及故障问题;2)控制器设计保证了编队的稳定性;3)实现了无人机编队的高效协同飞行。
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关键词
四旋翼无人机
补偿函数观测器
反演滑模控制器
双曲正切函数
编队协同
控制
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职称材料
气动干扰下的Hex-Rotor无人飞行器控制器及其飞行实验
被引量：
5
2
作者
赵常均
白越
+3 位作者
宫勋
彭程
徐东甫
续志军
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第4期1088-1095,共8页
分析了气流扰动、翼间干扰等因素对飞行中的无人飞行器的控制精度和效果产生的影响,并给出了相应的解决方法。建立了Hex-Rotor飞行器的动力学模型,分析了升力因子不确定性导致飞行器控制效果下降的影响因素。设计了反演滑模控制器来控...
分析了气流扰动、翼间干扰等因素对飞行中的无人飞行器的控制精度和效果产生的影响,并给出了相应的解决方法。建立了Hex-Rotor飞行器的动力学模型,分析了升力因子不确定性导致飞行器控制效果下降的影响因素。设计了反演滑模控制器来控制飞行器的空间六自由度运动,同时考虑升力因子的不确定性采用超螺旋非线性观测器观测各个旋翼的升力因子来克服气动干扰的影响。通过原型机验证了提出的方法,结果显示:Hex-Rotor飞行器在气动干扰较大的外部环境中飞行时,水平位移跟踪误差不超过±4.5m,高度误差不超过±2.5m,姿态角度误差保持在±2°内,较大地增强了飞行器的抗扰能力。结果表明:采用本文的方法可以有效地估计各个旋翼的升力因子,从而提高Hex-Rotor飞行器的控制精度和效果。
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关键词
无人飞行器
升力因子
气动干扰
反演滑模控制器
超螺旋非线性观测器
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职称材料
题名
基于补偿函数观测器的四旋翼无人机反演双曲正切滑模编队控制
1
作者
王君
宋炜
机构
兰州理工大学
出处
《兵器装备工程学报》
北大核心
2025年第10期255-265,共11页
基金
国家自然科学基金项目(61463030)。
文摘
针对四旋翼无人机编队易受外部环境干扰、系统耦合因素、参数不确定性等多元干扰和执行器故障的影响问题,对编队成员提出了一种基于补偿函数观测器的反演双曲正切滑模控制方法,并且通过领航者-跟随者策略实现了编队协同飞行。该方法通过将无人机系统分为姿态内环和位置外环,分别设计了补偿函数观测器实现对复合干扰及故障信息的精确估计,并在每个子系统中设计反演滑模控制器以补偿估计信息,采用双曲正切函数替代符号函数加入控制器减弱滑模控制系统的抖振。同时,基于领航跟随法构建编队模型,并运用滑模理论设计协同控制器,以确保无人机编队按照指挥中心命令有效完成任务。实验结果表明,所设计的控制器在编队成员对比实验和协同飞行实验中表现出显著的优越性。结论为:1)所提方法能有效应对复合干扰及故障问题;2)控制器设计保证了编队的稳定性;3)实现了无人机编队的高效协同飞行。
关键词
四旋翼无人机
补偿函数观测器
反演滑模控制器
双曲正切函数
编队协同
控制
Keywords
quadrotor UAV
compensation function observer
inverse sliding mode controller
hyperbolic tangent function
formation cooperative control
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
气动干扰下的Hex-Rotor无人飞行器控制器及其飞行实验
被引量：
5
2
作者
赵常均
白越
宫勋
彭程
徐东甫
续志军
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
吉林大学通信工程学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第4期1088-1095,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.11372309
No.61304017)
中科院知识创新工程方向性项目(No.yyyj-1112)
文摘
分析了气流扰动、翼间干扰等因素对飞行中的无人飞行器的控制精度和效果产生的影响,并给出了相应的解决方法。建立了Hex-Rotor飞行器的动力学模型,分析了升力因子不确定性导致飞行器控制效果下降的影响因素。设计了反演滑模控制器来控制飞行器的空间六自由度运动,同时考虑升力因子的不确定性采用超螺旋非线性观测器观测各个旋翼的升力因子来克服气动干扰的影响。通过原型机验证了提出的方法,结果显示:Hex-Rotor飞行器在气动干扰较大的外部环境中飞行时,水平位移跟踪误差不超过±4.5m,高度误差不超过±2.5m,姿态角度误差保持在±2°内,较大地增强了飞行器的抗扰能力。结果表明:采用本文的方法可以有效地估计各个旋翼的升力因子,从而提高Hex-Rotor飞行器的控制精度和效果。
关键词
无人飞行器
升力因子
气动干扰
反演滑模控制器
超螺旋非线性观测器
Keywords
unmanned aerial vehicle
lift factor
aerodynamic disturbance
inversion sliding mode controller
supercoiled nonlinear observer
分类号
V279 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
V249.1 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于补偿函数观测器的四旋翼无人机反演双曲正切滑模编队控制
王君
宋炜
《兵器装备工程学报》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
气动干扰下的Hex-Rotor无人飞行器控制器及其飞行实验
赵常均
白越
宫勋
彭程
徐东甫
续志军
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
5
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