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题名指数型时变增益反步滑模四旋翼姿态控制
被引量：5
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作者
薛晶勇
王斌锐
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机构
中国计量大学机电工程学院
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出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2022年第5期935-943,共9页
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基金
浙江省重点研发项目(2017C03G2080725)。
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文摘
针对四旋翼无人机姿态系统,提出了一种指数型时变增益趋近反步滑模抗干扰控制方法,并完成了仿真与实验验证。首先,基于牛顿-欧拉方法建立四旋翼动力学模型,考虑系统存在的外部干扰,在双环控制策略的前提下,结合反步法与滑模控制设计了控制器。由于姿态环存在匹配确定界干扰,根据系统状态偏离滑模面的程度,设计指数型时变增益趋近反步滑模控制器,并且通过Lyapunov理论证明系统渐近稳定。在仿真中,依靠设计的控制器完成鲁棒跟踪控制。在非全局外部干扰下,系统状态在滑模面上的表现,相比于根据传统指数趋近律设计的滑模控制器更加平滑。最后,通过实验验证了该方法在抗外部干扰时的有效性。
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关键词
反步滑模控制
四旋翼
指数型时变增益趋近
鲁棒跟踪
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Keywords
Backstepping sliding mode control
quadrotor
exponential varying-time gain approach
robust tracking
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名四旋翼非奇异反步终端滑模姿态抗干扰控制
被引量：2
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作者
薛晶勇
周坤
郭振武
王斌锐
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机构
中国计量大学机电工程学院
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出处
《机械设计与制造》
北大核心
2024年第6期315-321,325,共8页
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基金
城市地下基础设施运行综合监控关键技术与示范(2018YFB2101004)
浙江省重点研发项目(2018C03040)。
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文摘
针对干扰下的四旋翼姿态系统快速收敛问题,设计了非奇异反步终端滑模姿态控制器。在外部干扰作用下,姿态系统中的误差变量从初始位置起,全局有限时间收敛至平衡点。基于牛顿-欧拉方法建立四旋翼动力学模型。四旋翼系统采用双环控制策略。姿态内环设计幂指数型时变增益趋近的非奇异反步终端滑模控制器,从而避免了传统终端滑模的奇异现象且使得在外部干扰下系统状态有限时间内收敛。仿真中,外部干扰下采用所设计的四旋翼的控制效果和误差收敛速度与反步滑模(BS-SMC)相比得到明显提高。飞行实验中应对外部干扰也具有较好的姿态表现。通过仿真和飞行试验验证所设计的幂指数型时变增益趋近的非奇异反步终端滑模姿态控制方法的鲁棒性。
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关键词
非奇异反步终端滑模
四旋翼
幂指数型时变增益趋近
鲁棒控制
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Keywords
NBTSMC
Quadrotor
Power Exponential Time-Varying Gain Approach
Robustness
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分类号
TH16
[机械工程—机械制造及自动化]
U461.6
[机械工程—车辆工程]
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