一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法技术

本发明专利技术公开了一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法，包括以下步骤：S1、对四旋翼无人机建模，并通过四旋翼无人机的数学模型分析得到控制系统结构；S2、在步骤S1的数学模型的基础上分别对四旋翼无人机的位置控制算法和姿态控制算法进行设计。本发明专利技术的四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法还通过自结构算法对模糊系统进行调整，解决了四旋翼无人机的常规算法中的被控对象内部结构或外部环境发生变化而带来被控对象和数学模型失配、控制效果大打折扣、系统不稳定的不足之处。

【技术实现步骤摘要】
一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法
本专利技术涉及无人机
，特别涉及一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法。
技术介绍
四旋翼无人机是一个具有6个自由度、4个控制输入的欠驱动系统，具有非线性、多变量、强耦合和抗干扰能力弱的特性，常规的算法是将四旋翼无人机数学模型简化成线性系统，或者采用局部线性化的方法将模型简化成线性系统，然后采用线性系统的控制算法对四旋翼无人机进行控制，此类算法结构简单、易于实施，但是当被控对象内部结构或外部环境发生变化时，容易导致被控对象和数学模型失配，导致控制效果大打折扣，严重时甚至导致系统不稳定。本专利技术基于四旋翼无人机的非线性模型，提出了一种基于自结构算法的四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法，并采用李雅普诺夫函数保证整个系统的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术的不足，提供一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是：一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对四旋翼无人机建模本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、对四旋翼无人机建模，并通过四旋翼无人机的数学模型分析得到控制系统结构；/nS2、在步骤S1的数学模型的基础上分别对四旋翼无人机的位置控制算法和姿态控制算法进行设计。/n

【技术特征摘要】
1.一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、对四旋翼无人机建模，并通过四旋翼无人机的数学模型分析得到控制系统结构；
S2、在步骤S1的数学模型的基础上分别对四旋翼无人机的位置控制算法和姿态控制算法进行设计。


2.根据权利要求1所述的一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法，其特征在于，步骤S1中，首先对四旋翼无人机建模过程包括分别建立地球的参考系E和四旋翼无人机机身的参考系B，E＝{Xe，Ye，Ze}，B＝{Xb，Yb，Zb}，并用(x,y,z)表示四旋翼无人机在三维空间的绝对位置，以及用(φ,θ,ψ)表示四旋翼无人机的三个欧拉角，三个欧拉角分别为横滚角、俯仰角、航向角，其中(x,y,z)∈R3，(φ,θ,ψ)∈R3，然后根据牛顿欧拉方法得到四旋翼无人机空间位置子系统的动态模型和四旋翼无人机姿态子系统的动态模型，四旋翼无人机空间位置子系统的动态模型为：









四旋翼无人机姿态子系统的动态模型为：












并将四旋翼无人机的四个控制输入分别表示为：












以上式中，Ωi表示螺旋桨的转速，ui表示四旋翼无人机的控制量，其中i＝1,2,3,4，b表示推力因数，d表示阻力因子，m表示四旋翼无人机的质量，g表示重力加速度，l表示四旋翼无人机的轴距，Ixx表示四旋翼无人机X轴的转动惯量，Iyy表示四旋翼无人机Y轴的转动惯量，Izz表示四旋翼无人机Z轴的转动惯量，Jr表示四旋翼无人机螺旋桨的转动惯量。


3.根据权利要求2所述的一种四旋翼无人机直接自适应模糊控制方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：许森，陈友荣，王金铭，将燕君，刘半藤，王章权，任条娟，
申请(专利权)人：浙江树人学院浙江树人大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33