一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：选取设备移动时不确定干扰因素；S2:改写移动设备的动力学模型，建立含不确定干扰的动力学模型；S3:基于S2中的动力学模型，采用非线性干扰观测器对S1中设定的不确定干扰因素进行实时估计；S4:基于S3中非线性干扰观测结果，与反步控制相结合，然后将移动设备的路径控制系统分解为若干子系统，分别设计了子系统的虚拟控制量和控制量，最终实现对干扰的抑制，其具有在实现对轨迹跟踪的同时，消除了设备在行进中受到干扰时的漂移和震动，具有较好的抗扰性，保证设备行驶的稳定性。

An anti-jamming backstepping control method based on nonlinear disturbance observer and its application

【技术实现步骤摘要】
一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法及应用
本专利技术涉及飞行器设计领域，更具体地说，它涉及一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法及其应用。
技术介绍
无人移动设备是当下比较热门的先进技术发展方向，而在无人移动设备领域中，如何更加稳定的应用于实际工作环境中是此类设备的核心技术问题。很多设备都会设定预计路径，但是在实际使用过程中，实际行进路线经常会出现与预计路径不吻合的情况，这种情况主要是设备对外界环境的调节并不稳定，抗扰性比较差。以四旋翼飞行器机举例，其械结构简单，具有4个独立的控制源输入，但它具有6个自由度，是典型的欠驱动系统。四旋翼飞行器在实际飞行中易受到内部模型参数不确定和外界气流等干扰，如近地效应、桨叶挥舞、阵风等，所以要求飞行器控制系统具有较强的抗扰性。目前，为实现对四旋翼飞行器的控制，很多控制方法被应用。其中，包括较为成熟的反步控制轨迹跟踪的方法，可以实现四旋翼飞行器对设定轨迹的精确跟踪，但上述方法对四旋翼飞行器受干扰影响的分析研究还不够充分，需要更加合理的抗干扰优化方案，同时相类似问题也出现在大量无人本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：选取设备移动时不确定干扰因素；/nS2:改写移动设备的动力学模型，建立含不确定干扰的动力学模型；/nS3:基于S2中的动力学模型，采用非线性干扰观测器对S1中设定的不确定干扰因素进行实时估计；/nS4:基于S3中非线性干扰观测结果，与反步控制相结合，然后将移动设备的路径控制系统分解为若干子系统，分别设计了子系统的虚拟控制量和控制量，最终实现对干扰的抑制。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：选取设备移动时不确定干扰因素；
S2:改写移动设备的动力学模型，建立含不确定干扰的动力学模型；
S3:基于S2中的动力学模型，采用非线性干扰观测器对S1中设定的不确定干扰因素进行实时估计；
S4:基于S3中非线性干扰观测结果，与反步控制相结合，然后将移动设备的路径控制系统分解为若干子系统，分别设计了子系统的虚拟控制量和控制量，最终实现对干扰的抑制。


2.根据权利要求1所述一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法，其特征在于，所述不确定干扰因素包括内部模型参数不确定和外界气流干扰，外界气流干扰包括近地效应、桨叶挥舞、阵风。


3.一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法在无人移动设备领域的应用。


4.根据权利要求3所述一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法在无人移动设备领域的应用，其特征在于，包括四旋翼无人飞行器、无人驾驶汽车、无人检测船领域。


5.根据权利要求4所述一种基于非线性干扰观测器的抗干扰反步控制方法在无人移动设备领域的应用，其特征在于，
所述S2中移动设备为四旋翼飞行器，此时四旋翼飞行器受到不确定干扰时动力学模型为：



其中，、和分别为飞行器沿轴、轴和轴方向的加速度，、和分别为飞行器俯
仰角、横滚角...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，李珺，花玉，宋欣，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：山东;37