一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法制造技术

本发明专利技术涉及控制技术领域，具体涉及一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法，包括：步骤1、计算轴角误差；步骤2、埃尔米特插值规划姿态和角速度；步骤3、角速度闭环控制。本发明专利技术针对运载体的全姿态控制问题，提出了一种基于轴角误差的控制方法，通过构造虚拟转轴，并计算转角误差，以消除轴角误差的方式来控制姿态，具有调试直观的特点，利用埃尔米特插值时函数值、导函数值均相等的特性，通过求解埃尔米特插值方程组，对时间区间内的姿态控制过程和角速度控制过程进行平滑处理，减轻了对执行机构的冲击。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及控制，具体涉及一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法。

技术介绍

1、姿态控制算法在机器人、航空器、车辆控制等领域有广泛应用，被控对象可能会遇到各种风力和其他外界扰动因素，使其姿态发生变化。如果不能及时有效地进行姿态控制，就可能导致被控对象出现失控，造成功能异常甚至坠毁等灾难性故障。因此，研究如何通过控制系统和算法，对被控对象的姿态进行精确、快速和稳定的控制，是一项重要课题。

2、对于无人机、水下航行器等，这类具有全姿态运动能力的运载体，它们不但可以实现任意姿态的静态保持，还可以做出倒立、翻滚等各种复杂的动态变换。

3、目前在姿态控制领域，有两类算法占据主导，其一是基于欧拉角的控制算法，其二是基于方向余弦矩阵或四元数的控制算法。欧拉角控制算法是基于偏航角、俯仰角、滚转角的控制，较为直观，工程人员易于接受，但是由于万向死锁的固有特性，第二次有序旋转不能为90度，导致被控对象的姿态变换过程受限，只能应用在简单的场景中；而方向余弦矩阵或四元数控制算法，虽然算法的实现较为复杂，但是没有万向死锁的限制，因此可应用于全姿本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法，其特征在于：步骤1中，1.1运载体的x轴指向右边，y轴指向前边，z轴指向上边，假设当前姿态四元数为假设期望的姿态四元数为

3.根据权利要求2所述的一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法，其特征在于：

4.根据权利要求3所述的一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法，其特征在于：

【技术特征摘要】

1.一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于轴角误差埃尔米特插值的全姿态平滑控制算法，其特征在于：步骤1中，1.1运载体的x轴指向右边，y轴指向前边，z轴指向上边，假...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘月娟，耿玉豪，周燕，陈柄言，毛现艳，
申请(专利权)人：青岛职业技术学院，
类型：发明
国别省市：