四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法及系统技术方案

技术编号:40335058 阅读:35 留言:0更新日期:2024-02-09 14:25
本发明专利技术公开了四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法及系统,包括以下步骤:S1:建立四旋翼吊挂载荷系统的数学模型,基于所述数学模型,获得控制器;S2:基于所述控制器,获得控制器参数,完成四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制。本发明专利技术解决了四旋翼吊挂载荷系统在存在转动惯量,升力系数,扭矩系数参数不确定性以及和外界干扰外力和干扰力矩的情况下实现了载荷对时变轨迹的跟踪。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机吊挂载荷系统的位置自动控制,具体涉及四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法及系统


技术介绍

1、四旋翼也可以被运用于更加复杂的任务。例如,由于网上购物的快速增长,无人机运输被广泛应用于物流行业。已有对四旋翼无人机承载四根缆绳的情况进行了研究,仅仅将悬挂载荷对四旋翼无人机的影响简单地视为外界有界干扰,只能实现对无人机的控制。因此为了实现对负载的位置的有效控制,必须充分考虑包括负载和四旋翼无人机在内的整体的动力学模型。为了降低控制器设计的难度,首先想到的是对系统的负载的位置和四旋翼的姿态模型分别在原点线性化。这种处理对对于形状复杂的时变轨迹效果较差,为了解决这一难题需要对吊挂系统中四旋翼无人机的非线性姿态模型进行研究。四旋翼无人机的非线性模型通常由欧拉角和四旋翼质心的三维坐标联合描述。但是目前学界已经广泛认识到欧拉角表示存在着奇异点问题,为了解决上述的欧拉角奇异问题,几何控制被引入。几何控制直接使用旋转矩阵描述无人机的姿态。几何控制方法有效避免了欧拉角框架下的奇异点问题。目前几何控制在四旋翼无人机上的应用已经取得了不少成果,可以用来本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法,其特征在于,步骤S1中,所述数学模型含有不确定参数和外界干扰,所述不确定参数为四旋翼的转动惯量以及螺旋桨的升力系数和扭矩系数,所述外界干扰为四旋翼受到的干扰力和力矩,以及吊挂载荷受到的干扰力,建立的数学模型公式为:

3.根据权利要求2所述的四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法,其特征在于,四旋翼最底层的控制输入为4个电机分别产生的升力大小F1-4,控制分配所述数学模型中的输入合力F和合力矩M,具体公式如下:...

【技术特征摘要】

1.一种四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法,其特征在于,步骤s1中,所述数学模型含有不确定参数和外界干扰,所述不确定参数为四旋翼的转动惯量以及螺旋桨的升力系数和扭矩系数,所述外界干扰为四旋翼受到的干扰力和力矩,以及吊挂载荷受到的干扰力,建立的数学模型公式为:

3.根据权利要求2所述的四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法,其特征在于,四旋翼最底层的控制输入为4个电机分别产生的升力大小f1-4,控制分配所述数学模型中的输入合力f和合力矩m,具体公式如下:

4.根据权利要求1所述的四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法,其特征在于,步骤s2中,获得控制器参数的方法为:

5.根据权利要求4所述的四旋翼无人机吊挂载荷系统的鲁棒自适应控制方法,其特征在于,选取所述控制器参数的顺...

【专利技术属性】
技术研发人员:诸兵汪菊南袁肖卓尔
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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