小型四旋翼无人机双闭环轨迹跟踪与控制
许璟
蔡晨晓
李勇奇
邹云
1.南京理工大学自动化学院,江苏南京,2100942.南京理工大学自动化学院,江苏南京,2100943.南京理工大学自动化学院,江苏南京,2100944.南京理工大学自动化学院,江苏南京,210094
摘要：近年来,无人飞行器控制繁荣发展对控制精度与品质要求日益增高.为了应对这一挑战,本文基于奇异摄动的思想设计了四旋翼无人机非线性轨迹跟踪控制器.首先,基于牛顿欧拉定律建立了四旋翼无人飞行器非线性奇异摄动形式的数学模型.然后,引入奇异摄动理论,通过时间尺度分解的方法将系统解耦成内环快子系统和外环慢子系统.再者,根据非线性动态逆的思想分别建立快、慢伪线性子系统,并基于此分别设计外环轨迹跟踪、内环稳定子控制器,综合子控制器生成应用于原系统的全阶控制器以兼顾跟踪精度和鲁棒特性.针对内环快系统,采用线性二次调节控制器以实现稳定快速地控制飞行器旋转动态;针对外环慢系统,运用经典的比例-微分-积分控制器以跟踪所给定的轨迹.最后给出了仿真实例说明本文结论的有效性.
关键词：无人飞行器仿真器非线性控制奇异摄动思想比例-微分-积分控制器线性二次调节控制器
分类号：TP273(自动化技术及设备)
资助基金：the Fundamental Research Funds for the Central Universities (30920140112005)the Fundamental Research Funds for the Central Universities ( 30915011105)the Fundamental Research Funds for the Central Universities ( 30915011104)
论文发表日期：2015-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 1335-1342 )
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