[發明專利]一種微型撲翼飛行器可避免奇異狀態的位置跟蹤控制方法有效
| 申請號： | 202010039990.5 | 申請日： | 2020-01-15 |
| 公開（公告）號： | CN111240357B | 公開（公告）日： | 2023-06-30 |
| 發明（設計）人： | 金龍;常振強;劉梅;李帥;杜秀娟 | 申請（專利權）人： | 蘭州大學 |
| 主分類號： | G05D1/10 | 分類號： | G05D1/10 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 730000 甘肅省蘭*** | 國省代碼： | 甘肅;62 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 微型 飛行器 避免 奇異 狀態 位置 跟蹤 控制 方法 | ||
【權利要求書】：
1.一種微型撲翼飛行器可避免奇異狀態的位置跟蹤控制方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1：給出微型撲翼飛行器位置控制的拉格朗日型動力學方程：
其中，表示質量矩陣，m為微型撲翼飛行器的總質量，qt＝[x?y?z]T是慣性坐標系中的位置，是qt對時間t的二階導數，Gt＝[0?0?-mg]T表示重力向量，g＝9.8m/s2為重力加速度常數，qr＝[θ1?θ2?θ3]T表示機體坐標系中的歐拉角，ut表示位置控制器，RIB表示旋轉矩陣，為時變矩陣；
S2：結合S1給出的微型撲翼飛行器的拉格朗日型動力學方程，建立涉及時變矩陣求逆運算的位置控制的數學模型其中，qtd＝[xd?yd?zd]T為給定的參考位置軌跡，λ、為大于0的常數，當RIB為奇異矩陣時會使控制系統出現奇異狀態；
S3：結合S2，設計可以避免S2中時變矩陣求逆問題的位置控制器并設計一個時變能量函數為e∈(t)＝(f(ut,t))Tf(ut,t)/2，對e∈應用梯度設計公式進行變量求導得到ψ為大于0的收斂參數，并結合e∈得出最終控制器：
設xt1＝qt，則微型撲翼飛行器的動力學的描述為：
解算上式，得到微型撲翼飛行器的實際軌跡，并設計誤差函數e(t)＝qtd-qt來實時監控求解過程。
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