[發(fā)明專利]一種基于ADRC的無(wú)人機(jī)自抗擾控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010575715.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN111580541A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 皮駿;吳闖洋;狄啟彩;孫浩然;王宗博;肖哲雨;朱恒毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)民航大學(xué)
• 主分類號(hào): G05D1/08
• 分類號(hào): G05D1/08
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

本發(fā)明提供了一種基于ADRC的無(wú)人機(jī)自抗擾控制系統(tǒng)，涉及無(wú)人機(jī)控制領(lǐng)域，包括：二階微分器、非線性反饋器、三階狀態(tài)觀測(cè)器、第一比例調(diào)節(jié)器以及第二比例調(diào)節(jié)器；二階微分器的輸出量為第一輸出量以及第二輸出量；三階狀態(tài)觀測(cè)器的輸出量為第三輸出量、第四輸出量以及第五輸出量；第一輸出量與第三輸出量經(jīng)過比較環(huán)節(jié)得到第一輸入量；第二輸出量與第四輸出量經(jīng)過比較環(huán)節(jié)得到第二輸入量；第一輸入量與第二輸入量共同作為非線性反饋器的輸入量；第五輸出量經(jīng)過第一比例調(diào)節(jié)器后，與非線性反饋器的輸入量經(jīng)過比較環(huán)節(jié)構(gòu)成反饋并獲取第六輸出量。通過本發(fā)明提供的系統(tǒng)可以緩解現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)人機(jī)的控制存在，超調(diào)、震動(dòng)及靜態(tài)誤差的技術(shù)問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)無(wú)人機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于ADRC的無(wú)人機(jī)自抗擾控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在飛行過程中無(wú)人機(jī)將受到各種氣流干擾、地面效應(yīng)、陀螺效應(yīng)以及螺旋槳揮舞特性等影響，為應(yīng)對(duì)輕羽化無(wú)人機(jī)的這些外部隨機(jī)干擾，對(duì)控制算法的魯棒性提出了很強(qiáng)的要求，需要對(duì)PIXHAWK飛控程序進(jìn)行改進(jìn)。

目前已有的PIX飛行控制系統(tǒng)是基于PID控制思想所設(shè)計(jì)的，在實(shí)際應(yīng)用中的效果并不是很好。對(duì)于飛機(jī)所受到的外界干擾，超調(diào)、震動(dòng)及靜態(tài)誤差的情況依然存在。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中，無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的魯棒性有待提高，同時(shí)無(wú)人機(jī)的控制存在，超調(diào)、震動(dòng)及靜態(tài)誤差的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于ADRC的無(wú)人機(jī)自抗擾控制系統(tǒng)，以緩解現(xiàn)有技術(shù)中無(wú)人機(jī)的控制存在，超調(diào)、震動(dòng)及靜態(tài)誤差的技術(shù)問題，同時(shí)提高控制系統(tǒng)的魯棒性。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于ADRC的無(wú)人機(jī)自抗擾控制系統(tǒng)，包括：二階微分器、非線性反饋器、三階狀態(tài)觀測(cè)器、第一比例調(diào)節(jié)器以及第二比例調(diào)節(jié)器；

所述二階微分器的輸出量為第一輸出量以及第二輸出量；

所述三階狀態(tài)觀測(cè)器的輸出量為第三輸出量、第四輸出量以及第五輸出量；

所述第一輸出量與所述第三輸出量經(jīng)過比較環(huán)節(jié)得到第一輸入量；

所述第二輸出量與所述第四輸出量經(jīng)過比較環(huán)節(jié)得到第二輸入量；

所述第一輸入量與所述第二輸入量共同作為所述非線性反饋器的輸入量；

所述第五輸出量經(jīng)過所述第一比例調(diào)節(jié)器后，與所述非線性反饋器的輸入量經(jīng)過比較環(huán)節(jié)構(gòu)成反饋并獲取所述第六輸出量；

所述第六輸出量作為被控對(duì)象的輸入量對(duì)所述被控對(duì)象進(jìn)行控制；

所述第六輸出量通過所述第二比例調(diào)節(jié)器后，與所述被控對(duì)象的輸出量共同構(gòu)成所述狀態(tài)觀測(cè)器的輸入量；

所述第一比例調(diào)節(jié)器與所述第二比例調(diào)節(jié)器的參數(shù)呈倒數(shù)關(guān)系。

優(yōu)選的，所述第一輸出量為俯仰角目標(biāo)角速度、偏航角目標(biāo)角速度以及滾轉(zhuǎn)角目標(biāo)角速度的任意一種；

所述第二輸出量為俯仰角目標(biāo)角加速度、偏航角目標(biāo)角加速度以及滾轉(zhuǎn)角目標(biāo)角加速度的任意一種；

所述第三輸出量為俯仰角實(shí)際角速度、偏航角實(shí)際角速度以及滾轉(zhuǎn)角實(shí)際角速度的任意一種；

所述第四輸出量為俯仰角實(shí)際角加速度、偏航角實(shí)際角加速度以及滾轉(zhuǎn)角實(shí)際角加速度的任意一種；

所述第五輸出量為系統(tǒng)的擾動(dòng)。

優(yōu)選的，所述二階微分器滿足如下要求：

x₁—第一輸出量；

x₂—第二輸出量；