【技术实现步骤摘要】
一种考虑机载资源受限的四旋翼保性能量化控制方法
本专利技术涉及四旋翼自动控制
，具体为一种考虑机载资源受限的四旋翼保性能量化控制方法，主要应用于复杂未知干扰、机载资源受限条件下的四旋翼高性能轨迹跟踪控制。
技术介绍
近年来，四旋翼无人机由于具有结构简单、可制造性低、易于维护性、操作敏捷性、环境耐久性、精准悬停和垂直起飞着陆等性能优势，被广泛应用于军事和民用场合，如航空摄影、侦查监视和目标搜索、跟踪与指示。四旋翼飞行控制系统是四旋翼系统的神经中枢，是确保其在各种未知环境下完成多样化飞行任务的重中之重。然而，四旋翼本身是一个典型的非线性、强耦合、欠驱动系统，实际飞行中不可避免遭受大气扰流、突风等干扰影响。此外，为尽可能在有限电池容量的前提下延长滞空时间，四旋翼机载数字处理器、传感器、无线通信模块往往需要在低功耗间隙采样模式下运行，然而，各组件采样间隔过长，保证系统稳定性的信息反馈不及时，无法实现精确轨迹控制，在环境干扰的作用下飞行控制性能势必严重恶化，危及飞行安全。因而，传统以周期采样方式执行的控制策略难以适用，给当前四旋...
【技术保护点】
1.一种考虑机载资源受限的四旋翼保性能量化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：/n(1)建立考虑控制输入量化、可表征四旋翼强耦合、强不确定性的运动/动力学模型：/n首先，建立考虑输入控制力矩量化的四旋翼运动/动力模型如下：/n
【技术特征摘要】
1.一种考虑机载资源受限的四旋翼保性能量化控制方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)建立考虑控制输入量化、可表征四旋翼强耦合、强不确定性的运动/动力学模型：
首先，建立考虑输入控制力矩量化的四旋翼运动/动力模型如下：
其中，Xp＝[Xp,1,Xp,2,Xp,3]T和Xv＝[Xv，1,Xv，2,Xv，3]T表示在惯性坐标系中四旋翼的位置和速度矢量；XΩ＝[XΩ，1,XΩ，2,XΩ，3]T和Xω＝[Xω，1,Xω，2,Xω，3]T表示在机体坐标系中旋转角度和角速度矢量；和分别表示速度和角速率回路的光滑非线性函数项，是不确定阻尼矩阵，m是四旋翼质量，Ji＝diag(Jω，1,Jω，2,Jω，3)表示正定对角惯性矩阵；Fv＝[Fv，1,Fv，2,Fv，3]T＝(g1uv-G)/m表示质心动力学的虚拟控制输入，g1＝[c(XΩ，3)s(XΩ，2)c(XΩ，1)+s(XΩ，3)s(XΩ，1),s(XΩ，3)s(XΩ，2)c(XΩ，1)-c(XΩ，3)s(XΩ，1),c(XΩ，2)c(XΩ，1)]T表示与旋转运动相关的平移输入矩阵，其中s(·)和c(·)是sin(·)和cos(·)的缩写，uv表示施加在四旋翼上的推力；G＝[0,0,mg]T其中g为重力加速度；Δv＝[Δv，1,Δv，2,Δv，3]T和Δω＝[Δω，1,Δω，2,Δω，3]T代表未知有界的环境干扰；gω＝diag(l,l,c)，其中l，c分别代表电机到四旋翼质心的距离和力-力矩系数；q(Uω)＝[q(uω，2),q(uω，3),q(uω，4)]T表示经滞回量化器量化后的离散控制力矩信号；
其次，为实现连续信号到离散信号的转换，构造滞回量化器如下：
其中，q(uω,i)(i＝2,3,4)表示量化后的离散控制力矩信号；ρω,i表示量化密度常量，j＝1,2,...,N，N表示量化等级，表示量化死区；δω,i＝1-ρω,i/1+ρω,i表示滞回区间参数，用于调节滞回区间；sign(uω,i)表示为：
(2)在步骤(1)给出的四旋翼量化模型基础上，设计基于固定阈值和相对阈值的混合事件触发函数，分别针对轨迹和姿态回路构造混合事件触发扩张状态观测器ET-ESO，实现机载资源约束条件下对于未知干扰与不可测速度状态的同时估计：
首先，分别针对轨迹和姿态回路设计混合事件触发函数如下：
其中，分别表示经混合事件触发函数离...
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