推力矢量可倾转四旋翼自抗扰飞行控制方法

作     者：卢凯文 杨忠 张秋雁 许昌亮 徐浩 徐向荣 LU Kai-wen;YANG Zhong;ZHANG Qiu-yan;XU Chang-liang;XU Hao;XU Xiang-rong

作者机构：南京航空航天大学自动化学院江苏南京211106 贵州电网有限责任公司贵州贵阳550002 安徽工业大学机械工程学院安徽马鞍山243032 

基　　金：国家自然科学基金项目(61473144) 中国南方电网有限责任公司科技项目(066600KK52170074) 国家重点研发计划项目(2017YFE0113200) 南京航空航天大学研究生创新基地(实验室)开放基金项目(kfjj20190301)资助 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2020年第37卷第6期

页      码：1377-1387页

摘      要：针对常规四旋翼难以实现位置和姿态独立控制问题,研究了一种具有全向推力矢量的可倾转四旋翼飞行器系统.为克服系统的大范围不确定性、强耦合性及外部风扰影响,设计了基于自抗扰控制(ADRC)技术的飞行控制器.通过建立风扰下的系统动力学模型,分析阵风对旋翼气动力的影响.接着将系统解耦为六通道单回路结构并分别设计自抗扰控制器,引入扩张状态观测器估计系统的内外扰动,利用非线性状态误差反馈律输出扰动补偿控制.在此基础上,通过变量代换线性化控制分配矩阵,将控制器输出直接映射到旋翼转速和倾转角.仿真结果表明,所设计的自抗扰飞行控制器具有良好的位置和姿态独立控制能力,能够有效地估计和补偿紊流风扰动,同时对系统的部分动力失效故障有较强的鲁棒性.

主 题 词：推力矢量 可倾转旋翼 自抗扰控制器 控制分配 飞行器 

学科分类：08[工学] 081105[081105] 082503[082503] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 

核心收录：

D　O　I：10.7641/CTA.2019.90305

馆 藏 号：203948771...