输入饱和的无人机组合非线性反馈控制
发布时间：2021-02-04 16:53
无人机的快速发展得益于不断优化的控制算法提高了无人机的实用性和安全性。长期以来,控制算法一直是无人机研究领域的热点和难点之一。由于无人机系统自身的复杂特性,其控制器又存在欠驱动的现象,采用传统的线性控制器难以获得满意的控制效果。此外,无人机在飞行过程中会受自身摩擦和外部气流扰动等不确定性干扰的影响,这进一步增加了控制器设计的难度。本文采用组合非线性反馈控制技术来解决无人机控制器驱动饱和的问题,并在保证系统稳态性能的前提下提高系统的瞬态性能。针对不确定性干扰,分别通过结合干扰观测器和滑模控制来提高组合非线性反馈控制技术的鲁棒性,以保证无人机的控制输出在存在干扰的情况下仍能准确跟踪给定参考信号。主要的研究工作如下:1.针对系统控制输入饱和和瞬态性能难以兼顾的问题,引入组合非线性反馈控制技术。从单输入单输出系统定常轨迹跟踪的组合非线性反馈控制入手,研究组合非线性反馈控制的设计方法和思想。在此基础上,将该技术拓展到高阶多输入多输出系统的时变轨迹跟踪问题中,给出设计方法并分析稳定性,最后通过算例仿真证明了所设计的控制器能充分利用控制器的驱动性能,改善驱动饱和的不利影响。同时,能使控制输出快速、平...
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四旋翼动力学模型
图 4-1 二阶系统的滑动模态示意图一阶导变为 s ( x) 0，系统状态将向滑模面上方运动，逐渐靠近行下一个循环。当系统初始状态处于滑模面下方时，其运动过正好处于滑模面时，所设计的趋近率也能保证其始终处于滑模面率的设计并不唯一，几种典型的趋近率有等速趋近率、指数趋和一般趋近率等[63]。这些趋近率都满足李亚普洛夫到达条件。)的 Lyapunov 函数为()21(())2V sx sx导满足V ( s(x)) s(x)s (x) 0 的趋近率 u (x)可以保证系统状态到达滑模面 s (x)。同时，为了有限时间内到达，需对式（4-12）略加限制V ( x) s(x)s (x) s(x) 0 是需要设计的控制器参数，这样就能保证系统状态在有限时间
【参考文献】：
期刊论文
[1]Adaptive Fuzzy Dynamic Surface Control of Flexible-Joint Robot Systems With Input Saturation[J]. Song Ling,Huanqing Wang,Peter X.Liu. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2019(01)
[2]无人机系统及发展趋势综述[J]. 祁圣君,井立,王亚龙. 飞航导弹. 2018(04)
[3]民用无人机系统的研究与应用[J]. 唐露新,于丽敏,张宇维. 机床与液压. 2018(05)
[4]无人机关键技术研究现状分析[J]. 杜延民. 技术与市场. 2018(03)
[5]察打一体无人机发展现状及趋势[J]. 张建华,赵晨皓,吕诚中. 飞航导弹. 2018(02)
[6]基于PID和LQR的四旋翼无人机控制系统研究[J]. 马敏,许中冲,常辰飞,薛倩. 测控技术. 2016(10)
[7]基于人工蜂群算法的无人直升机LQG/LTR控制律优化设计[J]. 马瑞,吴洪涛,丁力. 控制与决策. 2016(12)
[8]植保无人机未来发展的思考[J]. 董云哲,李君兴,史云天,张云硕,李昳. 陕西农业科学. 2016(03)
[9]输入受限的非线性系统自适应模糊backstepping控制[J]. 王永超,张胜修,曹立佳,扈晓翔. 控制理论与应用. 2015(12)
[10]美国无人机分布式处理系统研究现状综述[J]. 薛俊杰,王瑛,祝捷,肖吉阳,李浩. 飞航导弹. 2015(10)
博士论文
[1]力矩受限的机器人组合非线性反馈控制[D]. 彭文东.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]物流无人机在中国农村电商物流市场应用研究[D]. 吴永鑫.深圳大学 2017
本文编号：3018633
【文章来源】：南昌航空大学江西省
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
四旋翼动力学模型
图 4-1 二阶系统的滑动模态示意图一阶导变为 s ( x) 0，系统状态将向滑模面上方运动，逐渐靠近行下一个循环。当系统初始状态处于滑模面下方时，其运动过正好处于滑模面时，所设计的趋近率也能保证其始终处于滑模面率的设计并不唯一，几种典型的趋近率有等速趋近率、指数趋和一般趋近率等[63]。这些趋近率都满足李亚普洛夫到达条件。)的 Lyapunov 函数为()21(())2V sx sx导满足V ( s(x)) s(x)s (x) 0 的趋近率 u (x)可以保证系统状态到达滑模面 s (x)。同时，为了有限时间内到达，需对式（4-12）略加限制V ( x) s(x)s (x) s(x) 0 是需要设计的控制器参数，这样就能保证系统状态在有限时间
【参考文献】：
期刊论文
[1]Adaptive Fuzzy Dynamic Surface Control of Flexible-Joint Robot Systems With Input Saturation[J]. Song Ling,Huanqing Wang,Peter X.Liu. IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica. 2019(01)
[2]无人机系统及发展趋势综述[J]. 祁圣君,井立,王亚龙. 飞航导弹. 2018(04)
[3]民用无人机系统的研究与应用[J]. 唐露新,于丽敏,张宇维. 机床与液压. 2018(05)
[4]无人机关键技术研究现状分析[J]. 杜延民. 技术与市场. 2018(03)
[5]察打一体无人机发展现状及趋势[J]. 张建华,赵晨皓,吕诚中. 飞航导弹. 2018(02)
[6]基于PID和LQR的四旋翼无人机控制系统研究[J]. 马敏,许中冲,常辰飞,薛倩. 测控技术. 2016(10)
[7]基于人工蜂群算法的无人直升机LQG/LTR控制律优化设计[J]. 马瑞,吴洪涛,丁力. 控制与决策. 2016(12)
[8]植保无人机未来发展的思考[J]. 董云哲,李君兴,史云天,张云硕,李昳. 陕西农业科学. 2016(03)
[9]输入受限的非线性系统自适应模糊backstepping控制[J]. 王永超,张胜修,曹立佳,扈晓翔. 控制理论与应用. 2015(12)
[10]美国无人机分布式处理系统研究现状综述[J]. 薛俊杰,王瑛,祝捷,肖吉阳,李浩. 飞航导弹. 2015(10)
博士论文
[1]力矩受限的机器人组合非线性反馈控制[D]. 彭文东.上海交通大学 2009
硕士论文
[1]物流无人机在中国农村电商物流市场应用研究[D]. 吴永鑫.深圳大学 2017
本文编号：3018633
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3018633.html
