四倾转旋翼无人机无源控制与飞行实验
刘重1
何玉庆2
谷丰2
杨丽英2
韩建达3
1.西安现代控制技术研究所,陕西西安7100652.中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳110169;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳1100163.中国科学院机器人与智能制造创新研究院,辽宁沈阳110169;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室,辽宁沈阳110016;南开大学 人工智能学院,天津300350
摘要：倾转旋翼无人机以低速悬停以及快速巡航能力得到了大量的关注,但是其变化的飞行器结构(旋翼的倾转)以及较强的非线性特性(飞行速度的大范围变化)都增大了飞行控制的难度.针对一种四倾转旋翼无人机的飞行控制问题,本文中的研究内容主要基于无源性概念,改进了互联和阻尼分配无源控制以提出此飞行器的姿态与高度控制方法.通过对于飞行器动力学模型的公式化,其姿态与位置模型均可表示为端口受控哈密尔顿算子模型形式,模型中的旋翼倾转角度被格外关注以实现对于飞行模式过渡时动力学特性的分析与简化.根据上述模型简化,改进且包含积分作用的互联和阻尼分配无源控制被用于进行姿态与高度控制器设计,基于无源性概念可进行进一步的稳定性分析.最终,仿真对比实验与包含飞行模式过渡的巡航飞行实验验证了所提出控制方法的有效性.
关键词：无源控制互联和阻尼分配倾转旋翼无人机飞行控制
资助基金：国家重点研发计划(2018YFB1307500)国家自然科学基金(91748130)国家自然科学基金(91948202)中国科学院青年创新促进会项目(2018232)
论文发表日期：2021-08-28
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：12( 1287-1298 )
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