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变负载四旋翼无人机的有限时间控制方法
发布时间: 2023-03-29
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
发明专利
行业领域：
航空航天技术,高新技术改造传统产业,高端装备制造产业
成果介绍
本发明涉及一种变负载四旋翼无人机的有限时间控制方法，针对变负载的四旋翼无人机模型，位置环基于自适应控制算法对负载变化参数实时在线估计，设计自适应反推控制器。姿态环通过扰动观测器对干扰进行在线估计，进一步改进滑模面并引入了新的有限时间稳定判据，设计有限时间滑模控制器。使系统的收敛速度更快，抗干扰能力更强，稳态和暂态性能更好，且更切合实际应用。
成果亮点
一种变负载四旋翼无人机的有限时间控制方法，其特征在于其包括如下步骤：根据动力学、物理学、欧拉角描述分别建立四旋翼无人机的位置子系统和姿态子系统T的数学模型；用矢量(φ,θ,ψ) 描述四旋翼无人机的姿态信息，姿态子系统的数学模型表示为状态方程的形式为：其中状态变量 Ixx,Iyy,Izz分别表示各坐标轴的转动惯量，对称的正定矩阵Jp＝diag(Ixx,Iyy,Izz)，L为旋翼中心到机体中心的距离，Ωr＝Ω1‑Ω2+Ω3‑Ω4为无人机四个旋翼的转动速度的矢量和， 表示各个方向上的扰动，u2为横滚运动的控制输入，u3为俯仰运动的控制输入，u4为偏航运动的控制输入；位置子系统控制器设计，位置环基于自适应控制算法对负载变化参数实时在线估计，设计自适应反推控制器；反解器设计；扰动观测器设计；姿态子系统控制器设计，姿态环通过扰动观测器对干扰进行在线估计，改进滑模面并引T入有限时间稳定判据，设计有限时间滑模控制器。
团队介绍
河北科技大学，坐落于河北省石家庄市，学校为教育部第二批卓越工程师教育培养计划高校，入选国家级大学生创新创业训练计划、全国高校实践育人创新创业基地、全国深化创新创业教育改革示范高校、教育部首批新工科研究与实践项目（卓越工程师教育培养计划***），国家国防科技工业局与河北省人民政府共建的省部共建大学。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：- (-) 评价时间：2024-02-05
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