一种二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法及装置制造方法及图纸

技术编号:44969363 阅读:28 留言:0更新日期:2025-04-12 01:42
本发明专利技术公开了一种二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法及装置,包括:分析设计二自由度推力矢量双旋翼结构;根据二自由度推力矢量双旋翼结构,推导二自由度推力矢量双旋翼的动力学模型;根据二自由度推力矢量双旋翼的动力学模型,推导出控制分配方程,控制分配方程将动力学模型分解为矩阵的组合形式,并且通过控制分配方程求解出关节的旋转角度和旋翼转速;根据二自由度推力矢量双旋翼的动力学模型,设计位姿串级PID‑ADRC控制器,包括位置串级PID‑ADRC控制器和姿态串级PID‑ADRC控制器。本发明专利技术针对二自由度推力矢量双旋翼具有良好的控制与稳定作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于航空飞行器与机器人控制领域,特别是涉及二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法及装置


技术介绍

1、传统的多旋翼飞行器的旋翼由固定在机体上的电机驱动,仅能产生垂直于机身平面的推力,无法产生矢量推力,这种设计限制了多旋翼飞行器的机动性和对多样性环境的适应性,例如需要位姿解耦独立控制的狭窄环境或者任务。为了解决这些限制,人们正在探索推力矢量和先进控制策略等创新技术,以增强多旋翼无人机的能力,使其能够更好地满足更广泛的应用需求。为了解决传统多旋翼飞行器的缺陷,研究人员对具有多种构型的推力矢量多旋翼飞行器进行了研究,如通过给旋翼增加自由度或静态改变推力方向来实现飞行器的独立位置和姿态控制,进而实现多种飞行模式,如在改变姿态的同时保持位置不变、在改变位置的同时保持姿态不变、同时改变姿态和位置等。

2、在能源的利用率上,多旋翼也存在一定的不足。多旋翼无人机其安装桨叶的电机数量与能源利用率成反比,即当电机增多,耗电增大,续航时间必然会减小。虽然四旋翼飞行器具备小巧轻便、冗余性高,但相伴而生的就是搭载电池的大小受到制约。四旋翼的动力结构与控制方式决定本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,步骤S1中二自由度推力矢量双旋翼结构包括机体和二自由度推力矢量旋翼,二自由度推力矢量旋翼结构的方式为:

3.根据权利要求1所述的二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,步骤S2中二自由度推力矢量双旋翼的动力学模型为:

4.根据权利要求1所述的二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,步骤S3中控制分配方程为:

5.根据权利要求4所述的二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,...

【技术特征摘要】

1.一种二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,步骤s1中二自由度推力矢量双旋翼结构包括机体和二自由度推力矢量旋翼,二自由度推力矢量旋翼结构的方式为:

3.根据权利要求1所述的二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,步骤s2中二自由度推力矢量双旋翼的动力学模型为:

4.根据权利要求1所述的二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,步骤s3中控制分配方程为:

5.根据权利要求4所述的二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,通过动力学模型得到:

6.根据权利要求1所述的二自由度推力矢量双旋翼飞行控制方法,其特征在于,位置外环误...

【专利技术属性】
技术研发人员:廖禄伟杨忠徐宏雨陈旭卓浩泽许诺陶坤梁家斌王炜成丹果
申请(专利权)人:南京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1