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改进型自抗扰四旋翼无人机控制系统设计与实现
被引量：
24
1
作者
石嘉
裴忠才
+1 位作者
唐志勇
胡达达
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1823-1831,共9页
针对提高四旋翼无人机姿态控制抗干扰能力的目标,设计了一种内外环嵌套结构的改进型自抗扰控制(ADRC)器。根据所搭建四旋翼无人机的实际参数,构建了四旋翼无人机姿态控制系统的数值仿真模型。通过与传统双闭环PID控制器进行对比,证明所...
针对提高四旋翼无人机姿态控制抗干扰能力的目标,设计了一种内外环嵌套结构的改进型自抗扰控制(ADRC)器。根据所搭建四旋翼无人机的实际参数,构建了四旋翼无人机姿态控制系统的数值仿真模型。通过与传统双闭环PID控制器进行对比,证明所设计的自抗扰控制系统在快速响应、无超调的前提下,具有很强的抗干扰能力以及较高的控制效率。将所设计的控制系统,应用于四旋翼无人机之上,在具有大偏载以及方向不确定的强干扰的飞行试验中,取得了良好的控制效果。
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关键词
四旋翼无人机
自抗扰控制(ADRC)
干扰补偿
滑动平均低通滤波
内外环嵌套结构
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职称材料
一种基于内外环结构的四旋翼飞行器容错控制方法
被引量：
8
2
作者
郑佳静
李平
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期572-578,共7页
采用内外环结构来避免直接设计四旋飞机的欠驱动控制律,内外环结构以位置子系统作为外环,姿态子系统作为内环。首先,通过反步法逐步递推得到子系统的控制输入,通过该控制输入,一方面,可推导出内环横滚角与俯仰角的期望值,另一方面,可计...
采用内外环结构来避免直接设计四旋飞机的欠驱动控制律,内外环结构以位置子系统作为外环,姿态子系统作为内环。首先,通过反步法逐步递推得到子系统的控制输入,通过该控制输入,一方面,可推导出内环横滚角与俯仰角的期望值,另一方面,可计算得出欠驱动控制律。以推导出的横滚角和俯仰角期望值以及给定的偏航角期望值作为姿态的目标轨迹,通过反步法进一步设计得出相应的姿态控制律。考虑到执行器可能会发生故障,采用自适应方法分别对内环和外环的故障进行估计,从而实现四旋翼飞行器的容错控制设计。相比于直接设计方法,本文方法得到的欠驱动控制律结构简单,且能实现对执行器故障的容错。研究结果表明:四旋翼飞行器在执行器故障下仍能实现位置和姿态的稳定跟踪,验证了所得控制律的有效性。
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关键词
四旋翼飞行器
执行器故障
内外环结构
自适应
反步法
容错控制
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职称材料
基于离散滑模控制的四旋翼飞行器轨迹跟踪
被引量：
3
3
作者
成利梅
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2022年第4期16-20,共5页
针对离散时间域的四旋翼飞行器的大角度轨迹跟踪问题进行研究。首先,采用牛顿-欧拉法建立了基于三维旋转群SO(3)的动力学模型,并采用前向欧拉法将其转换为离散模型。接着,提出了基于内外环的控制结构,并将离散滑模变结构控制应用于内外...
针对离散时间域的四旋翼飞行器的大角度轨迹跟踪问题进行研究。首先,采用牛顿-欧拉法建立了基于三维旋转群SO(3)的动力学模型,并采用前向欧拉法将其转换为离散模型。接着,提出了基于内外环的控制结构,并将离散滑模变结构控制应用于内外环控制器的设计,通过李雅普诺夫函数证明了所设计控制器的稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证所设计控制系统的性能,仿真结果表明所设计控制系统具有良好的大角度轨迹跟踪性能。
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关键词
四旋翼飞行器
旋转群SO(3)
内外环结构
离散滑模控制
轨迹跟踪
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职称材料
题名
改进型自抗扰四旋翼无人机控制系统设计与实现
被引量：
24
1
作者
石嘉
裴忠才
唐志勇
胡达达
机构
北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
出处
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第9期1823-1831,共9页
文摘
针对提高四旋翼无人机姿态控制抗干扰能力的目标,设计了一种内外环嵌套结构的改进型自抗扰控制(ADRC)器。根据所搭建四旋翼无人机的实际参数,构建了四旋翼无人机姿态控制系统的数值仿真模型。通过与传统双闭环PID控制器进行对比,证明所设计的自抗扰控制系统在快速响应、无超调的前提下,具有很强的抗干扰能力以及较高的控制效率。将所设计的控制系统,应用于四旋翼无人机之上,在具有大偏载以及方向不确定的强干扰的飞行试验中,取得了良好的控制效果。
关键词
四旋翼无人机
自抗扰控制(ADRC)
干扰补偿
滑动平均低通滤波
内外环嵌套结构
Keywords
quadrotor UAV
Active Disturbance Rejection Control(ADRC)
disturbance compensation
moving average low pass filter
nested structure of inner and outer loops
分类号
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
一种基于内外环结构的四旋翼飞行器容错控制方法
被引量：
8
2
作者
郑佳静
李平
机构
华侨大学信息科学与工程学院
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期572-578,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(61603144)
福建省高校产学合作科技重大项目(2013H6016)
福建省自然科学基金资助项目(2018J01095)~~
文摘
采用内外环结构来避免直接设计四旋飞机的欠驱动控制律,内外环结构以位置子系统作为外环,姿态子系统作为内环。首先,通过反步法逐步递推得到子系统的控制输入,通过该控制输入,一方面,可推导出内环横滚角与俯仰角的期望值,另一方面,可计算得出欠驱动控制律。以推导出的横滚角和俯仰角期望值以及给定的偏航角期望值作为姿态的目标轨迹,通过反步法进一步设计得出相应的姿态控制律。考虑到执行器可能会发生故障,采用自适应方法分别对内环和外环的故障进行估计,从而实现四旋翼飞行器的容错控制设计。相比于直接设计方法,本文方法得到的欠驱动控制律结构简单,且能实现对执行器故障的容错。研究结果表明:四旋翼飞行器在执行器故障下仍能实现位置和姿态的稳定跟踪,验证了所得控制律的有效性。
关键词
四旋翼飞行器
执行器故障
内外环结构
自适应
反步法
容错控制
Keywords
quadrotor
actuator fault
inner
and
outer
loop
structure
adaptive
backstepping
fault tolerant control
分类号
V249.122 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
在线阅读
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职称材料
题名
基于离散滑模控制的四旋翼飞行器轨迹跟踪
被引量：
3
3
作者
成利梅
机构
太原科技大学
出处
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2022年第4期16-20,共5页
基金
山西省回国留学人员科研资助项目(2020-127)
太原科技大学校级教改项目(2020059)。
文摘
针对离散时间域的四旋翼飞行器的大角度轨迹跟踪问题进行研究。首先,采用牛顿-欧拉法建立了基于三维旋转群SO(3)的动力学模型,并采用前向欧拉法将其转换为离散模型。接着,提出了基于内外环的控制结构,并将离散滑模变结构控制应用于内外环控制器的设计,通过李雅普诺夫函数证明了所设计控制器的稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证所设计控制系统的性能,仿真结果表明所设计控制系统具有良好的大角度轨迹跟踪性能。
关键词
四旋翼飞行器
旋转群SO(3)
内外环结构
离散滑模控制
轨迹跟踪
Keywords
quadrotor
rotation group SO(3)
structure
of
inner
and
outer
loops
discrete-time sliding mode control
trajectory tracking
分类号
TP273.5 [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
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
改进型自抗扰四旋翼无人机控制系统设计与实现
石嘉
裴忠才
唐志勇
胡达达
《北京航空航天大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
24
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
一种基于内外环结构的四旋翼飞行器容错控制方法
郑佳静
李平
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于离散滑模控制的四旋翼飞行器轨迹跟踪
成利梅
《电光与控制》
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
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