四旋翼无人机预设性能非线性PI串级姿态控制

四旋翼无人机预设性能非线性PI串级姿态控制

论文摘要

仅在系统初始条件已知的前提下,针对具有未知外界扰动和未知非线性特性的四旋翼无人机系统,提出了一种预设性能非线性PI串级姿态控制方法.将四旋翼无人机姿态系统分解为欧拉角和角速率两个动态子系统,并充分考虑系统的内部动态因果关系;采用串级控制消除系统欠驱动对控制器设计带来的不利影响,以改善控制效果.针对系统的不确定性、未知外界扰动及预设性能可能引起的控制器奇异问题,基于预设性能的误差转换函数和泰勒多项式构造简单的非线性函数,分别为欧拉角和角速率动态子系统设计非线性PI控制器,并从理论上证明其可行性.所设计的控制器继承了传统PID的优点,其参数调整更加灵活,且具有很强的鲁棒性和自适应性.仿真试验结果验证了该方法的有效性和优越性.

论文目录

  • 1 问题描述
  •   1.1 四旋翼无人机姿态模型
  •   1.2 转速逆变器
  • 2 四旋翼无人机预设性能非线性PI串级姿态控制器
  •   2.1 系统控制策略
  •   2.2 预设性能函数
  •   2.3 误差转换
  •   2.4 非线性函数设计及可行性分析
  • 3 仿真试验研究
  • 4 结语
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈龙胜,宁晓明

    关键词: 四旋翼无人机,预设性能,串级控制,非线性控制

    来源: 应用科学学报 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 南昌航空大学飞行器工程学院

    基金: 航空科学基金(No.2015ZC560007),江西省教育厅科学技术项目基金(No.GJJ170610),江西省科技攻关项目基金(No.20151BBE50026),南昌航空大学“三小”科技项目基金(No.2017YBFQ007)资助

    分类号: V279;V249.1

    页码: 137-150

    总页数: 14

    文件大小: 7064K

    下载量: 217

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