[发明专利]用于在多旋翼无人机（UAV）中强健的轨迹跟踪的通用控制器在审
| 申请号： | 201580084504.9 | 申请日： | 2015-12-22 |
| 公开（公告）号： | CN108473200A | 公开（公告）日： | 2018-08-31 |
| 发明（设计）人： | D·戈麦斯古铁雷斯;M·C·法尔康纳 | 申请（专利权）人： | 英特尔公司 |
| 主分类号： | B64C39/02 | 分类号： | B64C39/02;B64D45/00;B64C27/08 |
| 代理公司： | 上海专利商标事务所有限公司 31100 | 代理人： | 黄嵩泉;张欣 |
| 地址： | 美国加利*** | 国省代码： | 美国;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 传感器系统 旋翼 飞行控制系统 通用控制器 轨迹跟踪 取向数据 动力学 导数 维度 生成控制信号 获取位置 解耦控制 期望轨迹 实际轨迹 推力元件 耦合 微分器 解耦 取向 抵消 近似 三维 测量 转换 配置 应用 | ||
1.一种装置，包括：
传感器系统，所述传感器系统用于测量多旋翼无人机(UAV)的位置和取向；以及
飞行控制系统，耦合至所述传感器系统，所述飞行控制系统被配置成用于：
从所述传感器系统获取位置和取向数据；
使用微分器从所述位置和取向数据生成多个导数；
应用解耦控制律，以在三维(3D)空间中近似地将转换动力学从彼此解耦；
使用所述多个导数和经解耦的动力学来计算3D空间的每个维度上的期望轨迹与实际轨迹之间的误差值；以及
生成控制信号来改变多个推力元件的速度，以抵消3D空间的每个维度上的所计算的误差值。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述位置和取向数据包括俯仰、横滚和偏航。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述多个导数使用高阶滑动模式微分器来生成。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述期望轨迹从轨迹规划逻辑组件获取。
5.如权利要求1所述的装置，被进一步配置成用于：生成控制信号，以使用脉宽调制(PWM)信号在高速度值与低速度值之间切换所述多个推力元件中的任何一个。
6.一种系统，包括：
机身；
电力存储元件；
传感器系统，所述传感器系统用于测量多旋翼无人机(UAV)的位置和取向；
多个推力元件；以及
飞行控制系统，耦合至所述传感器系统和所述多个推力元件，所述飞行控制系统被配置成用于：
从所述传感器系统获取位置和取向数据；
使用微分器从所述位置和取向数据生成多个导数；
应用解耦控制律，以在三维(3D)空间中近似地将转换动力学从彼此解耦；
使用所述多个导数和经解耦的动力学来计算3D空间的每个维度上的期望轨迹与实际轨迹之间的误差值；以及
生成控制信号来改变所述多个推力元件的速度，以抵消3D空间的每个维度上的所计算的误差值。
7.如权利要求6所述的系统，其中所述位置和取向数据包括俯仰、横滚和偏航。
8.如权利要求6所述的系统，其中所述多个导数使用高阶滑动模式微分器来生成。
9.如权利要求6所述的系统，其中所述期望轨迹从轨迹规划逻辑组件获取。
10.如权利要求6所述的系统，被进一步配置成用于：生成控制信号，以使用脉宽调制(PWM)信号在高速度值与低速度值之间切换所述多个推力元件中的任何一个。
11.一种方法，包括：
从多旋翼无人机(UAV)的传感器系统获取位置和取向数据；
使用微分器从所述位置和取向数据生成多个导数；
应用解耦控制律，以在三维(3D)空间中近似地将转换动力学从彼此解耦；
使用所述多个导数和经解耦的动力学来计算3D空间的每个维度上的期望轨迹与实际轨迹之间的误差值；以及
生成控制信号来改变多个推力元件的速度，以抵消3D空间的每个维度上的所计算的误差值。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述位置和取向数据包括俯仰、横滚和偏航。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述多个导数使用高阶滑动模式微分器来生成。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述期望轨迹从轨迹规划逻辑组件获取。
15.如权利要求11所述的方法，包括：生成控制信号，以使用脉宽调制(PWM)信号在高速度值与低速度值之间切换所述多个推力元件中的任何一个。
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