【技术实现步骤摘要】
旋翼无人机吊挂负载系统非线性轨迹跟踪控制方法
本专利技术涉及一种旋翼无人机的吊挂负载运输飞行的轨迹跟踪控制方法，特别是涉及四旋翼无人机以吊挂负载物体飞行的轨迹跟踪控制方法。具体而言，涉及针对小型四旋翼无人机吊挂负载系统的非线性轨迹跟踪控制方法。
技术介绍
四旋翼无人机是一种多旋翼结构的飞行器。小型无人机多种场景中具有重大作用，引起科研人员的广泛关注。无人机吊挂飞行是将微型无人机运用于各种具体任务的重要实现方式。近年来，无人机吊挂飞行的问题日益得到国内外高校和研究团队的关注。目前国内研究人员的相关研究工作多为针对全尺寸直升机吊挂飞行中，面向飞行员的操作控制性性能问题，以及针对吊挂绳索和吊挂载荷的空气动力学特性分析问题(期刊：南京航空航天大学学报；著者：齐万涛，陈仁良；出版年月：2011年；文章题目：直升机吊挂飞行稳定性和操纵性分析；页码：406-412)。而对微、小型多旋翼无人机的吊挂飞行问题涉及相对较少。梁潇等对四旋翼无人机吊挂负载运输系统的离线轨迹规划问题做了研究(期刊：《控制理论与应用》；著者：梁潇，方勇纯，孙宁；出版年月：2015年；文章题目：平面四旋翼无人...
【技术保护点】
1.一种旋翼无人机吊挂负载系统非线性轨迹跟踪控制方法，其特征是，基于RISE函数方法设计李亚普诺夫方程，进而设计控制器实现无人机控制。
【技术特征摘要】
1.一种旋翼无人机吊挂负载系统非线性轨迹跟踪控制方法，其特征是，基于RISE函数方法设计李亚普诺夫方程，进而设计控制器实现无人机控制。2.如权利要求1所述的旋翼无人机吊挂负载系统非线性轨迹跟踪控制方法，其特征是，进一步具体地，首先通过分别对四旋翼无人机吊挂飞行过程中的无人机和吊挂物体分别进行受力分析，从而获得四旋翼无人机吊挂飞行过程的非线性动力学模型：式(1)中各变量定义如下：mQ和mL分别为四旋翼无人机和负载的质量，L为绳长，G＝(0,g)为重力加速度，PQ(t)＝(xQ(t),zQ(t))为四旋翼飞行器在竖直二维空间中的位置坐标，f(t)＝(Fx(t),Fz(t))为四旋翼无人机提供的总升力,q(t)＝(sinγ(t),cosγ(t))为无人机指向吊挂负载的单位向量，其中γ(t)为吊挂负载摆角；针对如式(1)所示系统展开如下：式(2)中，F(t)为总升力的合理，即F(t)＝|f(t)Tf(t)|，θ(t)为飞行器的俯仰角，针对(2)式中的四旋翼无人机吊挂飞行模型，设计如下控制器：式(3)中Fnx(t)和Fny(t)分别表示飞行器螺旋桨产生的升力在垂直于吊挂方向与平行于吊挂方向的分力，Fnx(t)和Fny(t)设计为Fny(t)＝(mQ+mL)(-A(t)sinγ(t)+B(t)cosγ(t))(4)(4)式中，ks,α,β为大于0的恒定控制增益，表示摆角与目标摆角γd(t)的误差函数e2(t)的二阶导数，A(t)和B(t)为两个辅助函数，sgn(·)为符号函数，上述符号中误差函数的定义方程如下：e1(t)＝γd(t)-γ(t)表示作为虚拟输入的目标摆角γd的二阶导数，γd设计如下：辅助函数A(t)和B(t)设计为：上式中和是目标轨迹(Px(t),Pz(...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。