[發明專利]強干擾下的四旋翼無人機前飛模態魯棒解耦控制方法在審
| 申請號： | 202210623108.0 | 申請日： | 2022-06-02 |
| 公開（公告）號： | CN115993833A | 公開（公告）日： | 2023-04-21 |
| 發明（設計）人： | 宋韜;苗瀚;曾慶國;葉建川;吳則良;劉家詳 | 申請（專利權）人： | 北京理工大學 |
| 主分類號： | G05D1/08 | 分類號： | G05D1/08;G05D1/10 |
| 代理公司： | 北京康思博達知識產權代理事務所(普通合伙) 11426 | 代理人： | 劉冬梅 |
| 地址： | 100081 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 干擾 四旋翼 無人機 前飛模態魯棒解耦 控制 方法 | ||
1.一種強干擾下的四旋翼無人機前飛模態魯棒解耦控制方法，其特征在于，
該方法中，對未知擾動進行觀測及補償，實時獲得無人機縱向方向上的控制率和無人機橫向方向上的控制率；再使用縱向方向上的控制率和橫向方向上的控制率融合后得到的融合控制率控制無人機。
2.根據權利要求1所述強干擾下的四旋翼無人機前飛模態魯棒解耦控制方法，其特征在于，
所述縱向方向上的控制率和橫向方向上的控制率都通過下述式(一)獲得：
其中，uin表示控制率；
A表示系數矩陣；
B表示系數矩陣；
C′表示針對動態逆設計的具有實際意義的輸出矩陣；
Kp表示PID控制器中的比例系數；
xd表示期望的輸入值；
表示IESO對狀態量的觀測值；
表示IESO對擾動的估計值。
3.根據權利要求2所述強干擾下的四旋翼無人機前飛模態魯棒解耦控制方法，其特征在于，
在獲得縱向方向上的控制率時，所述期望的輸入值xd包括期望俯仰角φd和期望縱向速度wd；
在獲得橫向方向上的控制率時，所述期望的輸入值xd包括期望滾轉角θd和期望偏航角ψd。
4.根據權利要求2所述強干擾下的四旋翼無人機前飛模態魯棒解耦控制方法，其特征在于，
所述IESO對狀態量的觀測值通過下式(二)獲得；
其中，u表示系統的控制輸入；
y表示系統的輸出；
I表示單位矩陣；
A，B，C表示系數矩陣；
G，G′表示IESO中可以自行調整的參數矩陣。
5.根據權利要求2所述強干擾下的四旋翼無人機前飛模態魯棒解耦控制方法，其特征在于，
所述IESO對擾動的估計值通過下式(三)獲得；
其中，u表示系統的控制輸入；
y表示系統的輸出；
I表示單位矩陣；
A，B，C表示系數矩陣；
G，G′表示IESO中可以自行調整的參數矩陣。
6.根據權利要求2所述強干擾下的四旋翼無人機前飛模態魯棒解耦控制方法，其特征在于，
在獲得縱向方向上的控制率時，系數矩陣A和B通過下式(四)獲得：
其中，Ah表示縱向系數矩陣A，Bh表示縱向系數矩陣B；
Yv表示平衡狀態下機體系下Y軸作用力對Y軸速度的導數；
表示平衡狀態下機體系下Z軸速度；
表示平衡狀態下機體系下X軸速度；
表示平衡重力加速度沿機體系下Z軸的分量；
Lv表示平衡狀態下機體系下X軸作用力矩對Y軸速度的導數；
Lp表示平衡狀態下機體系下X軸作用力矩對X軸角速度的導數；
Lr表示平衡狀態下機體系下X軸作用力矩對Z軸角速度的導數；
Nv表示平衡狀態下機體系下Z軸作用力矩對Y軸速度的導數；
Np表示平衡狀態下機體系下Z軸作用力矩對X軸角速度的導數；
Nr表示平衡狀態下機體系下Z軸作用力矩對Z軸角速度的導數；
表示平衡狀態下俯仰角的正切值；
表示平衡狀態下俯仰角的正割值；
Llat表示平衡狀態下機體系下X軸作用力矩對滾轉指令的導數；
Lped表示平衡狀態下機體系下X軸作用力矩對偏航指令的導數；
Nlat表示平衡狀態下機體系下Z軸作用力矩對滾轉指令的導數；
Nped表示平衡狀態下機體系下Z軸作用力矩對偏航指令的導數。
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