输入约束下多旋翼飞行机器人的大范围镇定控制
[Abstract]:Multi-rotor flying robot has been paid more and more attention because of its good flight stability. However, in some special applications, such as aerial drop from a larger aircraft, transient instability recovery, etc., it is often necessary for a multi-rotor flying robot to switch quickly from a highly unstable non-zero initial state to a stable flight mode. This is called the problem of large-scale stabilization control. The main difficulty in solving this problem is how to avoid the flight robot entering the input saturation area in the course of adjustment, thus causing periodic rotation motion, resulting in the system completely out of control. In order to solve this problem, the control input constraint form is analyzed in detail, and the six degree of freedom model is appropriately simplified, and a nonlinear dynamic model with control input constraints in two-dimensional plane is constructed. On this basis, based on the concept of control Lyapunov function, an improved generalized point-by-point minimum norm control strategy is proposed, and a large-scale stabilization controller for a four-rotor flying robot with input constraints is constructed. The method has a clear analytical control structure, and the designed controller meets all the control input constraints of the four-rotor flying robot. The simulation results show that compared with the conventional linearization control strategy, the proposed method can avoid the failure of the controller and realize the asymptotic stability of the four-rotor flying robot on a large scale without considering the control constraints.
【作者单位】: 中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室;中国科学院大学;奥克兰大学机械工程学院;
【基金】:基于知识学习的多旋翼飞行机器人非零初始状态控制方法研究(61273025) 非结构环境下基于非精确信息描述的机器人自主规划方法研究(61503369)资助~~
【分类号】:TP242
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1 本报记者 李淑Y,
本文编号:2152344
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