一种六旋翼无人机位置-姿态分层复合自适应滑模控制方法技术

本发明专利技术提出一种六旋翼无人机位置‑姿态分层复合自适应滑模控制方法：在位置环中引入终端滑模鲁棒控制器，实现系统状态的有限时间收敛，并通过滑模自适应率对未知扰动和建模不确定性进行实时补偿，提升复杂轨迹的快速响应和抗扰能力；在姿态环中采用超螺旋滑模控制，并通过自适应律实时调整滑模增益，使控制器自动匹配飞行状态变化，增强姿态稳定性与鲁棒性；同时，利用姿态解算模块将位置控制器输出的位置信号转换为具体姿态角参考，实现位置与姿态的分层协同控制。与传统PID及SMC控制器相比，该方法收敛更快、跟踪精度更高，对外界扰动和参数不确定性具有更强的自适应性和鲁棒性，可显著提升六旋翼无人机在复杂环境和任务中的运动控制性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无人机控制，特别涉及一种基于有限时间分层复合自适应滑模控制的六旋翼无人机位置与姿态控制方法。

技术介绍

1、随着多旋翼无人机技术的不断进步，六旋翼无人机因其冗余推进系统和高负载能力，在复杂环境任务中具有显著优势。然而，六旋翼无人机作为非线性、欠驱动系统，容易受到外界干扰、参数不确定性和建模误差等多种因素影响，导致飞行控制稳定性和精度难以保证。目前，主流控制方法包括pid、滑模控制、模型参考自适应控制(mrac)、神经网络补偿与模型预测控制(mpc)等。上述方法在特定场景下取得一定成效，但在面对强不确定扰动、高精度跟踪与实时自适应需求时，常出现超调、振荡、响应慢和稳态误差等问题，无法满足六旋翼无人机在复杂环境下的高性能运动控制需求。因此，开发一种鲁棒性强、响应快、能自适应复杂扰动的六旋翼无人机控制方法具有重要理论与工程意义。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提出一种六旋翼无人机位置-姿态分层复合自适应滑模控制方法，实现六旋翼无人机在复杂环境下的高精度、强鲁棒性、有限时间收本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种六旋翼无人机位置-姿态分层复合自适应滑模控制方法，用于无人机的飞行位置与姿态稳定性控制，其核心思想是通过位置环和姿态环分层设计，分别设计位置控制器和姿态控制器，通过姿态解算模块将位置控制器的输出转化为姿态控制器的输入，最终实现无人机闭环系统的设计，位置环采用终端自适应滑模鲁棒控制器(TA-SMRC)，实现位置通道的快速收敛；姿态环采用增益自适应超螺旋模控制器(GA-STSMC)，实现姿态通道的有限时间收敛和高精度跟踪，通过上述分层复合控制结构，本专利技术方法在复杂环境下可有效抑制外界干扰，提高六旋翼无人机的动态响应速度、跟踪精度和整体鲁棒性。

2.根据权利要求1所述的...

【技术特征摘要】

1.一种六旋翼无人机位置-姿态分层复合自适应滑模控制方法，用于无人机的飞行位置与姿态稳定性控制，其核心思想是通过位置环和姿态环分层设计，分别设计位置控制器和姿态控制器，通过姿态解算模块将位置控制器的输出转化为姿态控制器的输入，最终实现无人机闭环系统的设计，位置环采用终端自适应滑模鲁棒控制器(ta-smrc)，实现位置通道的快速收敛；姿态环采用增益自适应超螺旋模控制器(ga-stsmc)，实现姿态通道的有限时间收敛和高精度跟踪，通过上述分层复合控制结构，本发明方法在复杂环境下可有效抑制外界干扰，提高六旋翼无人机的动态响应速度、跟踪精度和整体鲁棒性。

2.根据权利要求1所述的六旋翼无人机位置-姿态分层复合自适应滑模控制方法，其特征在于，所述方法可...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓微，王海，回楠木，涂斌斌，李豪，吴昆儒，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：