基于SO(3)的多四旋翼无人机编队协同控制
马鸣宇1
董朝阳1
马思迁1
王青2
1.北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京,1001912.北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院,北京,100191
摘要：针对多四旋翼无人机系统的编队飞行问题,提出了基于特殊正交群SO(3)的协同控制设计方法.在给出编队空间队形和通信拓扑描述后,建立了多四旋翼无人机系统SO(3)控制模型.由于SO(3)与传统俯仰/偏航/滚转三通道模型具有不同的结构,文中进一步研究了SO(3)中无人机之间相对误差的表示方法,设计了适用于多飞行器的SO(3)控制器实现对编队和姿态的协同控制.推力控制器用于调节无人机的位置与速度,并在此基础上构造旋转矩阵形式的姿态协同指令.文中相应设计了SO(3)姿态控制器用于实现指令跟踪,最后从理论上对协同稳定性进行了分析.提出的控制方法能够使得多四旋翼无人机形成期望的队形,并且保持姿态一致进行稳定飞行.仿真结果验证了本文方法的有效性.
关键词：多四旋翼无人机系统飞行编队协同控制SO(3)
分类号：V249(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)
资助基金：国家自然科学基金(61374012)
论文发表日期：2018-01-01
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：10( 1229-1238 )
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