[發明專利]六旋翼飛行器的軌跡跟蹤控制方法

無效

• 申請號: 201310022520.8
• 申請日: 2013-01-21
• 公開（公告）號: CN103092213A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 楊忠;楊成順;李少斌;黃宵寧;王世勇;梁焜;徐華東;陳陽
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G05D1/10
• 分類號: G05D1/10
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種六旋翼飛行器的軌跡跟蹤控制方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1：根據牛頓-歐拉方程，建立飛行器的運動學模型以及飛行器存在復合干擾情況的動力學模型；

步驟2：根據步驟1中所述的復合干擾，采用利用符號函數積分的二階滑模復合干擾估計算法，用以提供連續的干擾補償項；

步驟3：在引入攝動參數下，采用線性和非線性微分器相結合的方法設計快速收斂的非線性微分器；

步驟4：將步驟2中所述的復合干擾估計算法、步驟3中所述的快速收斂的非線性微分器以及backstepping相結合，設計飛行器姿態系統的復合控制器；

步驟5：采用比例微分方法，設計飛行器的位置控制器，解算出跟蹤預定軌跡所需的姿態角信息和控制升力。

2.根據權利要求1所述的六旋翼飛行器的軌跡跟蹤控制方法，其特征在于：

所述步驟1中的飛行器的運動學模型為：

p.=v]]>

v.=-gze+TmRze]]>

式中：p為飛行器的位置向量；v為飛行器運動的線速度；m為飛行器的重量；g為重力加速度；z_e=(0,0,1)^T表示地面坐標系中的單位向量；T為六個旋翼提供的總的升力；R為機體坐標系到地面坐標系的轉換矩陣；

所述步驟1中的飛行器存在復合干擾情況的動力學模型為：

ξ.=WΩ]]>

Ω.=J-1(-Ω×JΩ)-J-1Ga+J-1τa+DΩ]]>

式中：ξ為飛行器的歐拉角；Ω為飛行器繞質心運動的角速率；W為歐拉角與繞質心運動的角速率之間的轉換關系；J為飛行器的慣性矩陣；G_a為飛行器由電機轉動而產生的陀螺力矩；τ_a為飛行器的控制力矩；D_Ω為角速率回路的復合干擾。