基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法技术

本发明专利技术公开了基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法，包括

【技术实现步骤摘要】
基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法


[0001]本申请涉及无人机控制领域，具体地说是涉及基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法
。

技术介绍

[0002]在无人机控制问题中，执行器（包含电调
、
电机
、
螺旋桨）的响应因为难以准确建模往往被忽略
。
然而电调内部的控制器和电机自身固有的物理特性使得无人机执行器在响应控制指令信号时存在明显的时滞
。
通常来讲，无人机执行器时滞为几十毫秒，性能较差的执行器时滞甚至可能超过一百毫秒
。
由于现代无人机飞控的底层姿态控制和混控的频率一般都不小于
200Hz
，甚至部分无人机的底层姿态控制和混控的频率可达到
1000Hz
以上，即：控制频率在5毫秒以内，因此无人机执行器时滞无法忽略，且如果不得当得处理该问题，将造成稳定裕度减少和控制精度下降的情况，严重威胁无人机的飞行安全和飞行品质
。
[0003]如今，解决无人机执行器时滞问题存在以下几个难点：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
建立存在时变时滞干扰系统的等效模型；
S2、
建立被控系统对应的参考系统；
S3、
建立控制器；
S4、
在频域上设计干扰观测器；
S5、
分析控制器的稳定性，确定控制器中反馈增益的选取范围；
S6、
定义性能指标；
S7、
给出干扰观测器的干扰观测性能分析，建立干扰观测器参数与干扰观测和补偿性能的关系；
S8、
给出系统的跟踪性能分析，建立干扰观测器参数与跟踪性能的关系
。2.
根据权利要求1所述的基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法，其特征在于，步骤
S1
中，首先建立原时变时滞系统：；（1）；其中，为系统状态，为系统的系统矩阵，为系统的输入矩阵，为系统的控制输入，为系统存在的时变时滞；将原时变时滞系统通过“等效”的思想，转化为存在等效时变输入干扰的系统，其中等效时变输入干扰为，；（2）；结合原时变时滞系统模型与等效时变输入干扰，建立存在时变时滞干扰的等效模型：；（3）；其中， 为系统的参考状态，为参考输入
。3.
根据权利要求2所述的基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法，其特征在于，步骤
S2
中的被控系统对应的参考系统为：；（4）；其中，为系统的参考状态，为参考输入
。4.
根据权利要求3所述的基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法，其特征在于，步骤
S3
中的控制器为：；（5）；其中，表示反馈增益，为跟踪误差，为由干扰观测器产生的等效时变时滞干扰观测值，且公式（5）中为标称控制器，为针对时变时滞干扰的动态补偿项
。5.
根据权利要求4所述的基于干扰观测器的无人机执行器时滞动态补偿控制方法，其
特征在于，步骤
S4
中在频域上设计干扰观测器为：；（6）；我们使用小写时域变量对应的大写字母来表示其频域变量，公式（6）中：，（7）；为低通滤波器，且为滤波器时间常数；将公式（5）在频域上表示为：；（8）；同时将公式（3）在频域上表示为：；（9）；公式（9）合并同类项得：；（
10
）；其中，表示维单位矩阵；将公式（
10
）等式两端同时左乘可得未知干扰的近似解： ，（
11
）；其中， 为的近似值，为的
M
‑
P
广义逆；将公式（8）和公式（
11
）代入公式（6）中，设计为：；（
12
）；合并同类项得：；（
13
）
。...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝洋，郑志远，戚煜华，莫双齐，弋鑫，肖坤洋，
申请(专利权)人：成都铂升科技有限公司，
类型：发明
国别省市：