[發明專利]一種針對仿生撲翼飛行機器人的控制方法

有效

• 申請號: 201611152913.0
• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106707749B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 賀威;閆子晨;孫長銀;李鴻一
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04;G05D1/08;G05D1/10
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種針對仿生撲翼飛行機器人的控制方法，其特征在于，包括：

對所述仿生撲翼飛行機器人進行運動學和動力學分析，建立拉格朗日型模型；

基于所述拉格朗日型模型，設計帶有擾動觀測器的基于模型的姿態控制器；

基于設計的帶有擾動觀測器的基于模型的姿態控制器，設計帶有擾動觀測器的神經網絡全狀態反饋姿態控制器；

基于所述仿生撲翼飛行機器人的位置控制模型，設計帶有擾動觀測器的基于模型的位置控制器；

根據設計的帶有擾動觀測器的基于模型的姿態控制器、神經網絡全狀態反饋姿態控制器及基于模型的位置控制器，對所述仿生撲翼飛行機器人的姿態和位置進行軌跡跟蹤控制；

其中，所述拉格朗日型模型表示為：

其中，D_r(q_r)、表示矩陣，D_r(q_r)＝I_pT，I_p表示轉動慣量矩陣，T表示由身體坐標系到慣性坐標系的坐標轉換矩陣，表示T對時間t的一階導數，L(t)表示一個使等式成立的矩陣，q_r是q_r(t)的簡寫形式，q_r(t)表示系統姿態狀態矩陣，是的簡寫形式，表示q_r(t)對時間t的一階導數，表示q_r(t)對時間t的二階導數，τ_r是τ_r(t)的簡寫形式，τ_r(t)表示仿生撲翼飛行機器人姿態控制輸入。

2.根據權利要求1所述的針對仿生撲翼飛行機器人的控制方法，其特征在于，所述帶有擾動觀測器的基于模型的姿態控制器表示為：

e_r1＝x_r1-x_r1d

e_r2＝x_r2-α_r1

e_r3＝d_r(t)-Φ(e_r2)

其中，τ_r1表示姿態控制器，x_r1＝q_r，x_r1表示姿態狀態矩陣q_r(t)，x_r2表示表示q_r(t)對時間t的一階導數，x_r1d是x_r1d(t)的簡寫形式，x_r1d(t)＝[θ_1d(t),θ_2d(t),θ_3d(t)]^T，θ_1d(t),θ_2d(t),θ_3d(t)分別是身體坐標系中的三個歐拉角要跟蹤的期望角度，K_r2表示控制增益，e_r1、e_r2表示狀態偏差，表示系統擾動d_r(t)的估計值，表示虛擬速度跟蹤軌跡α_r1對時間t的一階導數，e_r3為輔助函數，為e_r3的估計值，Φ(e_r2)關于e_r2的函數，為關于時間t的一階導數，K(e_r2)為Φ(e_r2)關于e_r2的導數，表示D_r(x_r1)的逆矩陣。