一种无人飞行器的鲁棒分层控制方法和装置制造方法及图纸

本申请提供了一种无人飞行器的鲁棒分层控制方法和装置，包括：基于对飞行器输出的俯仰状态信息进行处理得到的俯仰鲁棒补偿信号，以及设定的俯仰参考信号和所述俯仰状态信息，确定飞行器的第一俯仰控制输入信号；基于对飞行器输出的滚转状态信息进行处理得到的滚转鲁棒补偿信号，以及所述滚转状态信息和接收到的滚转参考信号，确定飞行器的第一滚转控制输入信号；基于所述第一俯仰控制输入信号和所述第一滚转控制输入信号，控制所述飞行器的飞行姿态。

A robust hierarchical control method and device for UAVs

The present application provides a robust layered control method and device for an unmanned aircraft, including a pitch robust compensation signal based on the processing of the pitch state information of the aircraft's output, as well as the set pitching reference signal and the pitching state information, and determining the first pitch control input signal of the flying device; The rolling robust compensation signal processed by the rolling state information of the aircraft output, and the rolling state information and the received rolling reference signal, determine the first roll control input signal of the aircraft; control based on the first pitch control input signal and the first roll control input signal. The flying attitude of the aircraft.

【技术实现步骤摘要】
一种无人飞行器的鲁棒分层控制方法和装置
本申请涉及飞行器控制
，具体而言，涉及一种无人飞行器的鲁棒分层控制方法和装置。
技术介绍
无人飞行器可执行各种军事和民用任务，在学术领域受到了广泛的关注。三自由度直升机系统可以实现对无人飞行器较为全面客观的模拟，是检验无人飞行器分层控制方案有效性的理想实验平台。三自由度直升机系统有三个输出：俯仰角、滚转角和偏航角，但只有两个控制输入，所以三自由度直升机是欠驱动的多输入多输出系统。近年来，通过将直升机系统分为慢速和快速两个子系统，可以实现分层控制。由Bertrand等人的研究可知，基于具有快速动态特性的闭环子系统比具有较慢动态特性的闭环子系统收敛得更快这一假设，两个子系统的控制器可以单独设计；Peng等人对HeLion直升机的两个子系统分别设计了位置和姿态控制器；Raffo提出了一种分层控制方法，用模型预测控制器跟踪期望的轨迹参考值，用非线性鲁棒控制器来稳定姿态；Huang等人基于轨迹线性化控制方法，对垂直起降无人机的平移运动和旋转运动分别进行控制。但是在这些研究中，内部动态对跟踪性能的影响还没有得到充分的讨论。专利技术内容有鉴于此，本申请本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无人飞行器的鲁棒分层控制方法，其特征在于，该方法包括：基于对飞行器输出的俯仰状态信息进行处理得到的俯仰鲁棒补偿信号，以及设定的俯仰参考信号和所述俯仰状态信息，确定飞行器的第一俯仰控制输入信号；基于对飞行器输出的滚转状态信息进行处理得到的滚转鲁棒补偿信号，以及所述滚转状态信息和接收到的滚转参考信号，确定飞行器的第一滚转控制输入信号；基于所述第一俯仰控制输入信号和所述第一滚转控制输入信号，控制所述飞行器的飞行姿态。

【技术特征摘要】
1.一种无人飞行器的鲁棒分层控制方法，其特征在于，该方法包括：基于对飞行器输出的俯仰状态信息进行处理得到的俯仰鲁棒补偿信号，以及设定的俯仰参考信号和所述俯仰状态信息，确定飞行器的第一俯仰控制输入信号；基于对飞行器输出的滚转状态信息进行处理得到的滚转鲁棒补偿信号，以及所述滚转状态信息和接收到的滚转参考信号，确定飞行器的第一滚转控制输入信号；基于所述第一俯仰控制输入信号和所述第一滚转控制输入信号，控制所述飞行器的飞行姿态。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：基于对飞行器输出的偏航状态信息进行处理得到的偏航鲁棒补偿信号，以及设定的偏航参考信号和所述偏航状态信息，得到第一偏航控制输入信号，将所述偏航控制输入信号作为滚转参考信号。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于对飞行器输出的俯仰状态信息进行处理得到的俯仰鲁棒补偿信号，以及设定的俯仰参考信号和所述俯仰状态信息，确定飞行器的第一俯仰控制输入信号，包括：计算俯仰状态信息的值与预设的俯仰参考信号的值的差值，将所述差值作为俯仰状态误差的值；根据所述俯仰状态误差的值和预设的俯仰标称控制参数的值，确定俯仰标称控制信号的值；基于俯仰状态信息和俯仰鲁棒补偿控制参数的值，以及记录的第二俯仰控制输入信号，确定俯仰鲁棒补偿信号的值；计算俯仰标称控制信号的值和俯仰鲁棒补偿信号的值的和，并将计算的和值作为第一俯仰控制输入信号。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于对飞行器输出的偏航状态信息进行处理得到的偏航鲁棒补偿信号，以及设定的偏航参考信号和所述偏航状态信息，得到第一偏航控制输入信号，包括：计算偏航状态信息的值与预设的偏航参考信号的值的差值，将所述差值作为偏航状态误差的值；根据所述偏航状态误差的值和预设的偏航标称控制参数的值，确定偏航标称控制信号的值；基于所述偏航状态信息和偏航鲁棒补偿控制参数的值，以及记录的第二偏航控制输入信号的值，确定偏航鲁棒补偿信号的值；计算偏航标称控制信号的值和偏航鲁棒补偿信号的值的和，并将计算的和值作为第一偏航控制输入信号。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于对飞行器输出的滚转状态信息进行处理得到的滚转鲁棒补偿信号，以及所述滚转状态信息和接收到的滚转参考信号，确定飞行器的第一滚转控制输入信号，包括：计算滚转状态信息的值与滚转参考信号的值的差值，将所述差值作为滚转状态误差的值；根据所述滚转状态误差的值和预设的滚转标称控制参数的值，确定滚转标称控制信号的值；基于滚转状态信息、滚转鲁棒补偿参数的值，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昊，张健松，蔡国飙，刘德元，赵万兵，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11