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基于深度强化学习的四旋翼无人机姿态控制
1
作者 赵军 何家政 +2 位作者 孙冰寒 赵会杰 蒙志君 《中国惯性技术学报》 北大核心 2025年第3期284-292,300,共10页
稳定的飞行控制系统是无人机完成各种飞行任务的关键。聚焦于四旋翼无人机的底层姿态控制,针对广泛使用的比例-积分-微分(PID)控制器存在的快速响应能力差、超调大的问题,提出一种基于深度强化学习的四旋翼无人机姿态控制方法。构建了基... 稳定的飞行控制系统是无人机完成各种飞行任务的关键。聚焦于四旋翼无人机的底层姿态控制,针对广泛使用的比例-积分-微分(PID)控制器存在的快速响应能力差、超调大的问题,提出一种基于深度强化学习的四旋翼无人机姿态控制方法。构建了基于Gazebo仿真环境的电子样机模型,并对角速度控制任务进行了马尔可夫决策建模,使用近端策略优化(PPO)算法,完成了四旋翼无人机角速度控制任务。实验结果表明,PPO控制器能对信号变化做出更快响应,同时有更小的超调,其平均上升时间较PID减少了55.4%,调节时间减少了56.7%,超调减少了47.8%,验证了基于深度强化学习的四旋翼无人机姿态控制器的快速性和稳定性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 姿态控制 深度强化学习 近端策略优化
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基于自适应滑模干扰观测器四旋翼无人机姿态控制研究
2
作者 姜琛 李涛 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第8期28-34,共7页
在四旋翼无人机执行任务过程中,对姿态的稳定性、跟踪的精度要求极高。然而,风扰以及其他外部干扰会严重降低其系统的性能。为了快速估计干扰,提出一种自适应滑模干扰观测器(ASMDO)的方法,设计了基于干扰补偿的非奇异终端滑模控制器(NTS... 在四旋翼无人机执行任务过程中,对姿态的稳定性、跟踪的精度要求极高。然而,风扰以及其他外部干扰会严重降低其系统的性能。为了快速估计干扰,提出一种自适应滑模干扰观测器(ASMDO)的方法,设计了基于干扰补偿的非奇异终端滑模控制器(NTSMC)实现对四旋翼无人机精确、快速地轨迹跟踪。证明了在干扰导数界未知的情况下ASMDO的估计误差以及轨迹跟踪误差均可以在有限时间内稳定。最后通过软件在环仿真(SITL)和硬件在环仿真(HITL),验证了所提算法的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自适应滑模干扰观测器 非奇异终端滑模控制器 有限时间
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基于区间二型模糊PID的四旋翼无人机姿态控制 被引量：3
3
作者 吴彪 院老虎 李威 《控制工程》 CSCD 北大核心 2024年第4期636-643,共8页
针对传统PID控制与一型模糊控制在四旋翼无人机姿态控制中响应速度慢、超调量大等问题,提出了一种区间二型模糊控制与传统PID控制相结合的控制算法。首先,在一型模糊系统的基础上对系统的单值前件和后件进一步模糊化形成区间前件和后件... 针对传统PID控制与一型模糊控制在四旋翼无人机姿态控制中响应速度慢、超调量大等问题,提出了一种区间二型模糊控制与传统PID控制相结合的控制算法。首先,在一型模糊系统的基础上对系统的单值前件和后件进一步模糊化形成区间前件和后件,更适于处理模糊信息。其次,利用具有停止条件的改进迭代算法(enhanced iterative algorithm with stop condition,EIASC)进行降型过程中开关点的计算,减少了计算时间,并将求解出的参数变化量作为初始PID控制参数值的补偿。最后,在建立的四旋翼无人机动力学模型上对所提算法进行仿真验证,仿真结果表明,所提算法比传统PID控制算法和一型模糊PID控制算法具有更快的响应速度、更高的稳态精度和更小的超调量。 展开更多
关键词 区间二型模糊控制 模糊PID控制 四旋翼无人机姿态控制 PID控制
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基于改进线性自抗扰的四旋翼无人机姿态控制 被引量：8
4
作者 刘勇 杨浩 +3 位作者 盘宏斌 陈祖锋 任芳 曹雷 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2023年第7期8-14,20,共8页
针对四旋翼无人机空气动力学复杂、高度不稳定、在飞行过程中易受到外部干扰的问题,提出了一种改进的线性自抗扰控制(LADRC)方法。将浸入与不变(I&I)技术和传统的线性自抗扰控制技术相结合,利用浸入与不变控制的目标系统映射方法来... 针对四旋翼无人机空气动力学复杂、高度不稳定、在飞行过程中易受到外部干扰的问题,提出了一种改进的线性自抗扰控制(LADRC)方法。将浸入与不变(I&I)技术和传统的线性自抗扰控制技术相结合,利用浸入与不变控制的目标系统映射方法来改进自抗扰控制结构中的线性误差反馈控制律,对线性自抗扰控制系统进行重新设计,并通过Lyapunov稳定性定理证明了所设计控制系统的稳定性。仿真结果表明,相比传统的线性自抗扰控制,改进的线性自抗扰控制方法在四旋翼无人机的姿态控制中有更快的响应速度、更强的抗干扰能力和鲁棒性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自抗扰控制 浸入与不变 姿态控制
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基于附加惯性项人群搜索算法的四旋翼无人机姿态控制研究 被引量：3
5
作者 唐堂 魏承赟 +1 位作者 罗晓曙 丘森辉 《广西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第4期12-19,共8页
针对非线性自抗扰控制的控制参数多且不能自整定的缺陷,为进一步提高控制的有效性和精度,在结合四旋翼无人机自身特性的基础上,本文提出一种附加惯性项人群搜索算法与自抗扰控制结合的姿态控制算法。对搜索步长和方向的惯性系数的选取... 针对非线性自抗扰控制的控制参数多且不能自整定的缺陷,为进一步提高控制的有效性和精度,在结合四旋翼无人机自身特性的基础上,本文提出一种附加惯性项人群搜索算法与自抗扰控制结合的姿态控制算法。对搜索步长和方向的惯性系数的选取方法进行修改,来实现四旋翼无人机在受干扰情况下飞行过程的姿态控制。仿真结果分析表明:与人群搜索算法优化自抗扰控制和自抗扰控制相比,该方法提高了控制系统的动态响应、抗扰性和鲁棒性,从而对于提高四旋翼无人机的姿态控制具有良好的参考价值。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 自抗扰控制 人群搜索算法 抗扰性 鲁棒性
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基于ADRC的四旋翼无人机姿态控制研究 被引量：4
6
作者 钟海鑫 陆倩 +1 位作者 丘森辉 罗晓曙 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第1期67-72,共6页
四旋翼无人机由于受到自身的非线性、模型的不确定性和外部突发气流等的影响,较难完成预设的飞行任务.为此,使用自抗扰控制,通过安排合理的过渡过程减少超调和设计扩张状态观测器来估计总扰动并实时补偿,并实现四旋翼无人机姿态控制.仿... 四旋翼无人机由于受到自身的非线性、模型的不确定性和外部突发气流等的影响,较难完成预设的飞行任务.为此,使用自抗扰控制,通过安排合理的过渡过程减少超调和设计扩张状态观测器来估计总扰动并实时补偿,并实现四旋翼无人机姿态控制.仿真结果表明:相比传统PID控制,该控制方法使得四旋翼无人机能够更好地适应自身参数的变化和应付外部气流带来的影响,具有更好的鲁棒性和抗扰性.同时验证了自抗扰控制器下的系统具有超调小、精度高、收敛速度快、抗扰能力强和鲁棒性能好等特点. 展开更多
关键词 自抗扰控制 四旋翼无人机 抗扰性 鲁棒性 PID控制
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基于GD-FNN的四旋翼无人机姿态控制系统设计 被引量：6
7
作者 潘捷 牛萍娟 +2 位作者 张伟龙 韩抒真 毛润 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2020年第6期123-126,136,共5页
针对6自由度非线性欠驱动的四旋翼无人机飞行姿态易受外部干扰、超调较大、响应较慢等问题,文章基于广义动态模糊神经网络(GD-FNN)设计了一种四旋翼无人机姿态控制系统,并基于Lyapunov函数对系统的稳定性做出了证明。该控制系统结合了GD... 针对6自由度非线性欠驱动的四旋翼无人机飞行姿态易受外部干扰、超调较大、响应较慢等问题,文章基于广义动态模糊神经网络(GD-FNN)设计了一种四旋翼无人机姿态控制系统,并基于Lyapunov函数对系统的稳定性做出了证明。该控制系统结合了GD-FNN的优点,使得系统可同步调整学习时的参数和结构且学习速度快,在高复杂性、不确定性以及存在外部扰动的情况下具备较强的鲁棒性和自适应性。实验结果表明,基于GD-FNN自适应控制系统较传统的PID控制器具有更优越的控制性能,当系统受到外部噪声干扰时,能够快速实现四旋翼无人机高精度和超调小的飞行姿态自适应控制。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 模糊神经网络 姿态控制 LYAPUNOV函数
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基于双观测器的四旋翼无人机姿态控制 被引量：4
8
作者 姜琛 李涛 赵宏生 《南京信息工程大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2022年第4期502-508,共7页
为了提高四旋翼无人机姿态控制精度及抗干扰性能,将干扰观测器与扩张状态观测器相结合,提出了一种基于双观测器的滑模抗干扰控制方法.首先,对于部分已知信息的干扰用外生系统模型描述,并用干扰观测器进行估计;然后针对复杂的非线性可微... 为了提高四旋翼无人机姿态控制精度及抗干扰性能,将干扰观测器与扩张状态观测器相结合,提出了一种基于双观测器的滑模抗干扰控制方法.首先,对于部分已知信息的干扰用外生系统模型描述,并用干扰观测器进行估计;然后针对复杂的非线性可微干扰采用扩张状态观测器进行估计;接着设计滑模控制律来补偿双观测器估计的干扰,进而实现姿态控制;最后利用李雅普诺夫理论证明了系统的稳定性.仿真结果表明,该方法相较于传统的PID控制具有更高的跟踪精度和良好的抗干扰能力. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 干扰观测器 扩张状态观测器 滑模控制
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基于自耦PID控制的四旋翼无人机姿态控制 被引量：21
9
作者 杨旭 曹立佳 刘洋 《兵器装备工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第10期170-175,共6页
提出了基于自耦PID控制器(self-coupling PID,SC-PID)控制的四旋翼飞行器姿态回路控制方法。建立了四旋翼飞行器非线性数学模型,推导出姿态回路各通道的传递函数。然后,引入了速度因子,结合SC-PID的控制律设计了俯仰通道、滚转通道、偏... 提出了基于自耦PID控制器(self-coupling PID,SC-PID)控制的四旋翼飞行器姿态回路控制方法。建立了四旋翼飞行器非线性数学模型,推导出姿态回路各通道的传递函数。然后,引入了速度因子,结合SC-PID的控制律设计了俯仰通道、滚转通道、偏航通道的飞行控制律。最后,在仿真平台上搭建了仿真模型并进行计算机仿真。试验结果表明:SC-PID控制器可以有效地降低系统的超调量、保障后续控制的稳定性,能够满足四旋翼飞行器姿态回路的控制要求,并且具有良好的控制性能。 展开更多
关键词 四旋翼飞行器 SC-PID 飞行控制律 姿态控制 动力学模型
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基于RBF网络的四旋翼无人机姿态鲁棒自适应反步滑模控制 被引量：1
10
作者 刘金华 王远 +1 位作者 张智轩 李涛 《江苏大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2025年第1期36-42,共7页
针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统,设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上,通过RBF网络逼近和补偿标称控制律,采用神经网络最小参数学习法,取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值,通过设计参数... 针对存在干扰的四旋翼无人机姿态系统,设计了一种RBF网络鲁棒自适应反步滑模控制器.在反步滑模控制的基础上,通过RBF网络逼近和补偿标称控制律,采用神经网络最小参数学习法,取神经网络的权值上界估计作为神经网络的估计值,通过设计参数估计自适应律来代替神经网络权值的调整,并用Lyapunov理论证明系统的稳定性.仿真结果表明:该方法相比反步滑模控制方法,在有干扰的情况下,有更短的调节时间,更好的跟踪精度,验证了本方法具有更好的抗干扰性和鲁棒性. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 姿态控制 反步滑模控制 RBF神经网络 鲁棒自适应控制
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基于径向基函数神经网络的四旋翼无人机规定时间预设性能姿态容错控制
11
作者 熊重远 苏艳 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第13期5464-5475,共12页
针对具有执行器故障的四旋翼无人机姿态控制问题,提出了一种基于径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络、事件触发机制和迟滞量化器的自适应规定时间预设性能反演容错控制策略。首先,构造四旋翼无人机系统的动力学模型,并结... 针对具有执行器故障的四旋翼无人机姿态控制问题,提出了一种基于径向基函数(radial basis function, RBF)神经网络、事件触发机制和迟滞量化器的自适应规定时间预设性能反演容错控制策略。首先,构造四旋翼无人机系统的动力学模型,并结合执行器故障模型重构姿态模型。其次,通过设计一类时变函数,对反演控制所需误差变量进行变换,使其满足规定时间内达到预设性能指标的要求。再次,利用RBF神经网络的非线性函数逼近能力对虚拟控制律的导数以及具有未知参数的执行器故障进行估计。最后,为了降低执行器的更新频率,结合事件触发技术和迟滞量化器设计自适应反演控制输入。通过Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的稳定性,并由MATLAB软件仿真验证了提出算法的有效性。实验结果表明所设计的事件触发量化控制器同仅利用事件触发技术设计的控制器相比具有更低的更新频率。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 执行器故障 规定时间控制 预设性能控制 容错控制 输入量化 事件触发控制
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四旋翼无人机编队飞行分布式姿态协同控制
12
作者 王宇翔 陈龙胜 +2 位作者 许海涛 金飞宇 石童昕 《电光与控制》 北大核心 2025年第3期33-41,共9页
针对一类具有动态干扰和输入饱和受限的四旋翼无人机编队飞行系统,在有向通信拓扑下研究其姿态跟踪协同控制问题。首先,建立四旋翼无人机编队飞行姿态系统动力学模型,并构造辅助抗饱和系统解决无人机执行机构输入饱和受限的问题;其次,... 针对一类具有动态干扰和输入饱和受限的四旋翼无人机编队飞行系统,在有向通信拓扑下研究其姿态跟踪协同控制问题。首先,建立四旋翼无人机编队飞行姿态系统动力学模型,并构造辅助抗饱和系统解决无人机执行机构输入饱和受限的问题;其次,设计一种基于高阶滑模微分器的有限时间干扰观测器对时变动态干扰进行补偿;最后,基于反步法和多智能体一致性理论为四旋翼无人机编队飞行设计姿态跟踪协同控制器,并基于Lyapunov稳定理论证明了闭环系统的有界稳定。仿真实验结果证明了所提方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 编队飞行 输入饱和 干扰抑制 分布式协同控制
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改进几何控制四旋翼无人机集群轨迹跟踪
13
作者 李莉 李辉 张雪梅 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第3期232-241,共10页
针对单架无人机鲁棒性差、执行任务单一以及传统控制算法收敛速度慢、轨迹跟踪精度低等问题,提出一种改进几何控制的集群轨迹跟踪算法,对于研究四旋翼集群轨迹跟踪性能方面具有重要意义。所提算法基于一般几何控制器,由单架无人机控制... 针对单架无人机鲁棒性差、执行任务单一以及传统控制算法收敛速度慢、轨迹跟踪精度低等问题,提出一种改进几何控制的集群轨迹跟踪算法,对于研究四旋翼集群轨迹跟踪性能方面具有重要意义。所提算法基于一般几何控制器,由单架无人机控制改进设计无人机集群控制,采用“领导者-跟随者”拓扑结构及分布式集群控制策略,考虑通信时延等干扰因素,并通过AirSim/Matlab平台搭建仿真环境,验证了算法的有效性与优越性。根据仿真实验结果显示,所提算法在0.3 s通信时延下大曲率轨迹处的平均误差相对于一般几何控制器减少了33.077%,相对于LQR控制器减少了19.022%,能够更好地趋近目标轨迹,跟踪误差更小、收敛速度更快,波动幅度更小、编队稳定性能更强。 展开更多
关键词 几何控制 四旋翼 集群控制 轨迹跟踪 AirSim
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预定性能约束下的四旋翼无人机固定时间控制
14
作者 呼忠权 华长春 +2 位作者 张柳柳 陈健楠 张聪 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第6期1216-1226,共11页
针对速度信息不可测和未知时变扰动下的四旋翼无人轨迹跟踪控制问题,本文提出了基于固定时间扩张状态观测器的预定性能控制策略.首先,通过设计固定时间扩张状态观测器实现速度和未知时变扰动的精准观测,减少了控制器设计时对系统模型的... 针对速度信息不可测和未知时变扰动下的四旋翼无人轨迹跟踪控制问题,本文提出了基于固定时间扩张状态观测器的预定性能控制策略.首先,通过设计固定时间扩张状态观测器实现速度和未知时变扰动的精准观测,减少了控制器设计时对系统模型的依赖;其次,通过引入时变约束函数和固定时间控制方法,实现系统暂稳态过程约束与固定时间轨迹跟踪;进而,通过李雅普诺夫方法证明了所设计的观测器和控制器能够保证系统固定时间稳定;最后,通过数值实例仿真和实验验证了所设计方法的有效性和实用性. 展开更多
关键词 四旋翼无人机 扩张状态观测器 滑模控制 固定时间 预定性能
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四旋翼无人机的RBF神经网络姿态控制研究
15
作者 喻伯牙 高俊宏 +2 位作者 王鸿 范小琳 李晓 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期381-388,共8页
针对四旋翼无人机在未知干扰下运行导致系统模型不确定问题,提出了一种关于RBF神经网络的四旋翼无人机自适应反步滑模姿态控制器。通过利用Lyapunov稳定性定理证明,设计的姿态控制器符合稳定性要求,并在MATLAB/Simulink软件中对提出的... 针对四旋翼无人机在未知干扰下运行导致系统模型不确定问题,提出了一种关于RBF神经网络的四旋翼无人机自适应反步滑模姿态控制器。通过利用Lyapunov稳定性定理证明,设计的姿态控制器符合稳定性要求,并在MATLAB/Simulink软件中对提出的姿态控制器进行了仿真分析,结果证明该姿态控制器在抗未知干扰方面性能较好。为进一步检验设计的姿态控制器是否合理,搭建了四旋翼无人机实验平台,实际工况下的悬停飞行试验结果证明,RBF神经网络的四旋翼无人机自适应反步滑模姿态控制器具有较好的抗扰性能。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 姿态控制 神经网络 抗干扰
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基于改进fal函数的四旋翼无人机姿态运动控制
16
作者 刘文婧 陈腾宇 +1 位作者 湛春颖 王少锋 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第6期2453-2460,共8页
对于四旋翼无人机在姿态上的运动控制,目前主要方法是对自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)系统的应用。针对此系统在处理具有传感器噪声的复杂干扰时,以往的fal函数设计在应用上仍有许多缺陷。扩张状态观测器(exte... 对于四旋翼无人机在姿态上的运动控制,目前主要方法是对自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)系统的应用。针对此系统在处理具有传感器噪声的复杂干扰时,以往的fal函数设计在应用上仍有许多缺陷。扩张状态观测器(extended state observer,ESO)在传统fal函数的作用下,其工作过程中存在观测的精度不足以及抖振发生率较高等问题。因此,在以往fal函数的基础上改进出了一种新型的非线性光滑tfal函数,并以此函数研究ESO,最后,将其他ADRC方法与此方法置于MATLAB/Simulink软件进行比较仿真,新设计的tfal函数表现出更好的收敛性。基于tfal设计的新型ESO,在误差估计和误差跟随性能上有着明显提升。同时相比于改进函数galn和传统函数fal,新型ESO下姿态自抗扰控制系统,其跟踪能力分别提升了2.3%和4%,抗干扰性能分别提升了50%和67%。 展开更多
关键词 tfal函数 四旋翼飞行器 姿态控制
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多四旋翼无人机分布式编队自适应容错控制
17
作者 王君 骆明敏 《电光与控制》 北大核心 2025年第5期7-13,共7页
针对四旋翼无人机编队面临的外部干扰和执行器故障等问题,提出一种自适应屏障函数快速终端滑模控制(ABFFTSMC)算法。首先,设计分布式编队控制方法,基于四旋翼无人机之间的无向固定通信拓扑结构,仅用邻近无人机的信息便可实现通信交流,... 针对四旋翼无人机编队面临的外部干扰和执行器故障等问题,提出一种自适应屏障函数快速终端滑模控制(ABFFTSMC)算法。首先,设计分布式编队控制方法,基于四旋翼无人机之间的无向固定通信拓扑结构,仅用邻近无人机的信息便可实现通信交流,降低对全局数据的需求,减少通信带宽的压力。然后,设计自适应屏障函数的快速终端滑模控制器,采用可变增益来补偿干扰和故障,实现跟踪误差在有限时间内收敛至零。仿真结果表明,在外部干扰和执行器故障的情况下,该算法能够大大提高多四旋翼无人机编队的容错性能。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 执行器故障 分布式编队控制 自适应屏障函数 快速终端滑模控制
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多四旋翼无人机的分布式容错编队跟踪控制
18
作者 王君 李昂 《控制理论与应用》 北大核心 2025年第7期1333-1344,共12页
针对有向通信拓扑下的四旋翼无人机编队在飞行过程中易受到空气阻力、外部干扰、执行器故障等不确定因素影响的问题,提出了一种自适应非奇异快速终端滑模控制策略来提高四旋翼无人机编队系统性能.该策略主要利用自适应参数调整方法改进... 针对有向通信拓扑下的四旋翼无人机编队在飞行过程中易受到空气阻力、外部干扰、执行器故障等不确定因素影响的问题,提出了一种自适应非奇异快速终端滑模控制策略来提高四旋翼无人机编队系统性能.该策略主要利用自适应参数调整方法改进非奇异快速终端滑模控制器,能够有效的估计出未知集总扰动的上界,保证滑模面到达平衡点,确保跟踪误差在有限时间内收敛于0.其次,根据长-僚机结构,设计分布式编队控制器,使僚机仅需邻居状态信息则可实现通信,减少对全局及长机信息的依赖.此外,基于Lyapunov稳定性理论对四旋翼无人机编队系统进行了分析,证明该算法能使多无人机编队跟踪误差收敛于0.最后,通过对比仿真实验结果表明,本文控制算法对存在外部干扰和执行器故障的情况下,多四旋翼无人机编队具有较好的容错性能. 展开更多
关键词 有向通信拓扑结构 自适应非奇异快速终端滑模控制 四旋翼无人机 分布式编队控制器 执行器故障
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四旋翼无人机吊挂主动消摆控制系统设计
19
作者 朱梓悦 苟益鹏 +2 位作者 张梁山 储开斌 龚春英 《实验室研究与探索》 北大核心 2025年第2期37-41,共5页
为了抑制四旋翼无人机在吊挂运输过程中的负载摆动,设计了一个主动消摆控制系统,以提高四旋翼无人机吊挂稳定性。由姿态测量模块的测量数据得到无人机姿态高精度估计,将解算后的结果作为控制系统的输入;在动力学和运动学模型的基础上建... 为了抑制四旋翼无人机在吊挂运输过程中的负载摆动,设计了一个主动消摆控制系统,以提高四旋翼无人机吊挂稳定性。由姿态测量模块的测量数据得到无人机姿态高精度估计,将解算后的结果作为控制系统的输入;在动力学和运动学模型的基础上建立吊挂系统模型,并提出变系数比例-积分-微分(PID)控制算法。最后,搭建了基于四旋翼无人机吊挂主动消摆控制系统的硬件平台,设计了主控模块、姿态测量模块、电源模块、电动机驱动模块。变系数PID控制和传统PID控制下的摆动抑制对比实验结果验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 吊挂 控制系统 变系数比例-积分-微分控制
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基于有限时间四旋翼无人机输入饱和鲁棒轨迹跟踪控制
20
作者 赵灵远 阎坤 +2 位作者 马天力 陈超波 高嵩 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第2期295-304,共10页
考虑到四旋翼无人机在飞行中因输入饱和、外部干扰、自身参数不确定性和系统的未建模动态等引起的轨迹跟踪误差较大或难以控制问题,提出了一种基于有限时间输入饱和鲁棒轨迹跟踪控制方法。针对外部干扰,采用非线性干扰观测器对其进行实... 考虑到四旋翼无人机在飞行中因输入饱和、外部干扰、自身参数不确定性和系统的未建模动态等引起的轨迹跟踪误差较大或难以控制问题,提出了一种基于有限时间输入饱和鲁棒轨迹跟踪控制方法。针对外部干扰,采用非线性干扰观测器对其进行实时估计;针对系统自身参数不确定性,采用神经网络对其进行逼近处理;针对系统中的输入饱和,采用辅助系统进行处理;在位姿控制回路基于反步法设计有限时间控制器对系统进行控制。根据Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的所有误差信号有界且收敛。仿真实验表明所提出的控制算法能够保证四旋翼无人机在有限时间对轨迹的精确跟踪,并且具备较强的鲁棒性能。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 神经网络 有限时间 干扰观测器 输入饱和 轨迹跟踪
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