六旋翼飞行器的轨迹跟踪控制方法技术

本发明专利技术公开了一种六旋翼飞行器的轨迹跟踪控制方法，属于航空飞行器控制领域。该方法首先根据牛顿-欧拉方程，建立飞行器的运动学模型以及飞行器存在复合干扰情况的动力学模型；再利用符号函数积分的二阶滑模复合干扰估计算法，以提供连续的干扰补偿项；然后采用线性和非线性微分器相结合的方法设计快速收敛的非线性微分器；将上述复合干扰估计算法、非线性微分器以及backstepping相结合，设计飞行器姿态系统的复合控制器；最后采用PD方法，设计飞行器的位置控制器，解算出跟踪预定轨迹所需的姿态角信息和控制升力。本发明专利技术可在复合干扰下，使飞行器仍具备良好的稳定和控制性能，并可精准跟踪预定轨迹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于航空飞行器控制领域。
技术介绍
六旋翼飞行器具有6个对称分布在机体四周、正反转成对的旋翼，其在军事和民事领域均具有广阔的应用前景。该种飞行器普遍采用电能驱动，具有结构简单、飞行稳定、易于操控、低噪声、无污染、携带方便、安全危害性小等特点，非常适合于执行中短距离的飞行任务。该飞行器与现在广泛研究的四旋翼飞行器相比具有执行机构(电机和旋翼组件)冗余的优势，其中任一执行机构发生故障，可通过容错控制来保持机体姿态稳定，以提高飞行器的飞行可靠性和安全性，从而体现载荷和抗风能力较强的优势。然而，目前六旋翼飞行器在国内还处于外形结构设计阶段，还未出现针对其控制方法的相关研究报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提出一种能适用于复合干扰情况下的。该方法包括如下步骤:步骤1:根据牛顿-欧拉方程，建立飞行器的运动学模型以及飞行器存在复合干扰情况的动力学模型；步骤2:根据步骤I中所述的复合干扰，采用利用符号函数积分的二阶滑模复合干扰估计算法，用以提供连续的干扰补偿项；步骤3:在引入摄动参数下，采用线性和非线性微分器相结合的方法设计快速收敛的非线性微分器；步骤4:将步骤2中所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种六旋翼飞行器的轨迹跟踪控制方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1：根据牛顿?欧拉方程，建立飞行器的运动学模型以及飞行器存在复合干扰情况的动力学模型；步骤2：根据步骤1中所述的复合干扰，采用利用符号函数积分的二阶滑模复合干扰估计算法，用以提供连续的干扰补偿项；步骤3：在引入摄动参数下，采用线性和非线性微分器相结合的方法设计快速收敛的非线性微分器；步骤4：将步骤2中所述的复合干扰估计算法、步骤3中所述的快速收敛的非线性微分器以及backstepping相结合，设计飞行器姿态系统的复合控制器；步骤5：采用比例微分方法，设计飞行器的位置控制器，解算出跟踪预定轨迹所需的姿态角信息和控制升力。

【技术特征摘要】
1.一种六旋翼飞行器的轨迹跟踪控制方法，其特征在于包括如下步骤: 步骤1:根据牛顿-欧拉方程，建立飞行器的运动学模型以及飞行器存在复合干扰情况的动力学模型； 步骤2:根据步骤I中所述的复合干扰，采用利用符号函数积分的二阶滑模复合干扰估计算法，用以提供连续的干扰补偿项； 步骤3:在引入摄动参数下，采用线性和非线性微分器相结合的方法设计快速收敛的非线性微分器； 步骤4:将步骤2中所述的复合干扰估计算法、步骤3中所述的快速收敛的非线性微分器以及backst印ping相结合，设计飞行器姿态系统的复合控制器； 步骤5:采用比例微分方法，设计飞行器的位置控制器，解算出跟踪预定轨迹所需的姿态角信息和控制升力。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨忠，杨成顺，李少斌，黄宵宁，王世勇，梁焜，徐华东，陈阳，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：