一种基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法技术

本发明专利技术提供了一种基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法，包括以下步骤：S1、对无人机动力学模型建模和分析；S2、根据无人机动力学模型，预设变增益误差状态反馈函数；S3、根据变增益误差状态反馈函数，获取无人机的状态信息；S4、预设无人机串级自抗扰姿态控制器，并获取控制器的控制器参数；S5、对控制器参数进行处理；S6、对无人机进行非线性无人机系统线性化处理；S7、根据非线性无人机系统线性化处理，并基于优化数据采集的最小二乘法辨识；S8、根据辨识结果，对控制器参数进行动态调整。本发明专利技术在无人机飞行时，能适应不确定负载，具有控制精度较高，控制效果较优越的优点。控制效果较优越的优点。控制效果较优越的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法


[0001]本专利技术涉及无人机姿态控制
，尤其涉及一种基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着无人机技术在快速的发展，四旋翼无人机有飞行灵活，易操控，结构简单、价格低廉等优点，在各领域已有广泛应用。无人机不仅可搭载各类传感器执行侦查、测绘等任务，也可以运输一定重量的物资，执行货物运输的任务。在执行工程任务时，由于有额外的负荷，无人机整体的质量、转动惯量可能会发生变化。
[0003]现有的无人机，通过简单的无人机模型建立，并基于无人机模型设计无人机控制系统，通过无人机控制系统来控制无人机飞行。
[0004]然而，现有技术对控制器参数敏感，模型参数(转动惯量、质量等)发生变化后，原有控制器参数的控制效果下降，需要重新调整参数；面对不确定负载，仅依靠控制器的鲁棒性，没有根据系统实时的参数情况调整控制器参数；现有控制器设计比较复杂，参数较多，难以整定出效果较好的参数。

技术实现思路

[0005]针对以上相关技术的不足，本专利技术提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对无人机动力学模型建模和分析；S2、根据所述无人机动力学模型，预设变增益误差状态反馈函数；S3、根据所述变增益误差状态反馈函数，获取无人机的状态信息；S4、预设无人机串级自抗扰姿态控制器，并获取所述控制器的控制器参数；S5、对所述控制器参数进行处理；S6、对所述无人机进行非线性无人机系统线性化处理；S7、根据所述非线性无人机系统线性化处理，并基于优化数据采集的最小二乘法辨识；S8、根据所述辨识结果，对所述控制器参数进行动态调整。2.如权利要求1所述的基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法，其特征在于，所述S1具体包括以下子步骤：S11、预设无人机为四旋翼无人机，并获取所述四旋翼无人机的四个电机产生的升力；S12、分别获取所述四旋翼无人机的旋翼产生的俯仰、横滚和偏航转矩，以及所述四旋翼无人机的升力总和；S13、获取所述四旋翼无人机的坐标系到大地坐标系的转移矩阵、俯仰角、横滚角以及偏航角；S14、利用牛顿定理和欧拉方程，得到所述四旋翼无人机6自由度的动力学模型；S15、对所述动力学模型进行分析。3.如权利要求1所述的基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法，其特征在于，所述S2具体包括以下子步骤：S21、根据所述无人机动力学模型，建立变负载非线性误差反馈函数；S22、将所述变负载非线性误差反馈函数与原非线性误差状态反馈函数对比；当外部负载不变时，误差处于预设区间内，当外部负载变化时，所述误差超出所述预设区间。4.如权利要求3所述的基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法，其特征在于，所述S3具体包括下子步骤：S31、通过所述无人机上搭载的传感器获取所述无人机的实时状态信息；S32、所述控制器中设置有惯性测量单元与磁传感器，通过所述惯性测量单元获取所述无人机的三轴加速度和角速度，通过所述磁传感器获取磁场强度的数据；S33、计算所述无人机的三个姿态角度，其中，所述三个姿态角度分别为俯仰角、横滚角及偏航角。5.如权利要求4所述的基于自适应串级的变负载无人机姿态控制方法，其特征在于，所述S4...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁仁全，徐煦荣，陶杰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：