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四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法、装置、设备及介质制造方法及图纸

技术编号:45858307 阅读:12 留言:0更新日期:2025-07-19 11:16
本发明专利技术提供的四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法、装置、设备及介质,涉及无人机飞行控制技术领域。本发明专利技术通过建立四旋翼无人机机体坐标系与惯性坐标系,根据刚体运动规律,考虑空气阻力和外部未知扰动情况,建立四旋翼无人机的姿态模型;引入辅助方程构建预定义时间扰动观测器,并结合李雅普诺夫函数通过调节预定义时间快速估计外部扰动;接着设计非奇异预定义时间滑模控制器;根据非奇异预定义时间滑模控制器控制四旋翼无人机进行姿态跟踪,并通过调节预定义时间参数控制四旋翼无人机的姿态跟踪误差在预定义时间内收敛。本发明专利技术能够在预设时间内快速估计外部扰动,灵活控制四旋翼无人机的收敛速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无人机飞行控制,具体而言,涉及一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法、装置、设备及介质


技术介绍

1、四旋翼无人机因其稳定性好、操作简单、体积小、质量轻等优点,在军事和民用领域得到了广泛应用。然而,作为一种典型的欠驱动强耦合系统,四旋翼无人机对外界环境因素表现出较高的敏感性,尤其在飞行过程中容易受到未知扰动的影响,这增加了其控制难度。为了应对这些挑战,研究者们提出了多种控制方法,例如自适应控制、神经网络控制以及基于观测器的抗干扰控制等。尽管这些方法在一定程度上提高了系统的抗干扰能力,但仍存在一定的局限性。例如,自适应控制和神经网络控制需要复杂的参数调整过程,而传统的有限时间或固定时间扰动观测器虽然能够实现扰动估计误差的快速收敛,但其收敛时间往往受限于系统的初始状态,无法灵活调节。此外,滑模控制作为一种常用的非线性控制方法,虽然具有较强的鲁棒性,但在实际应用中容易出现奇异性问题,影响了系统的稳定性和控制精度。

2、现有技术中,针对四旋翼无人机的扰动观测器和控制器设计主要集中在有限时间和固定时间控制算法的研究上。例如,现有文献中提出了本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,所述四旋翼无人机采用X字型布局,建立四旋翼无人机的姿态模型具体为:

3.根据权利要求2所述的一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,所述辅助方程用于估计扰动向量,其表达式为:

4.根据权利要求3所述的一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,结合李雅普诺夫函数通过调节预定义时间快速估计外部扰动,具体为:

5.根据权利要求4所述的一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,所述非奇异预...

【技术特征摘要】

1.一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,所述四旋翼无人机采用x字型布局,建立四旋翼无人机的姿态模型具体为:

3.根据权利要求2所述的一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,所述辅助方程用于估计扰动向量,其表达式为:

4.根据权利要求3所述的一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,结合李雅普诺夫函数通过调节预定义时间快速估计外部扰动,具体为:

5.根据权利要求4所述的一种四旋翼无人机的非奇异滑模控制方法,其特征在于,所述非奇异预定义时间滑模控制器通过非奇异预定义时间滑模面实现参数调...

【专利技术属性】
技术研发人员:窦景欣谢栋武吴应亮张提
申请(专利权)人:莆田学院
类型:发明
国别省市:

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