[发明专利]一种低功耗的四旋翼无人机大角度复杂姿态跟踪控制方法在审
| 申请号： | 201810232837.7 | 申请日： | 2018-03-21 |
| 公开（公告）号： | CN108490780A | 公开（公告）日： | 2018-09-04 |
| 发明（设计）人： | 王海波;李铮 | 申请（专利权）人： | 中南大学 |
| 主分类号： | G05B13/04 | 分类号： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 410083 湖南*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | 一种低功耗的四旋翼无人机大角度复杂姿态跟踪控制方法，本发明涉及四旋翼无人机自主飞行姿态控制系统SO(3)空间上模型建立及大角度复杂姿态跟踪控制方法的建立。本发明考虑了四旋翼无人机姿态控制研究中面临的转动惯量不确定性的影响，通过基于变化量的线性化方法对模型进行处理，基于区间矩阵方法及鲁棒控制理论设计了具有保证跟踪响应速度与跟踪精度的同时减少控制代价即降低功耗能力的鲁棒保成本姿态跟踪控制器，使得四旋翼无人机对大角度复杂姿态轨迹的跟踪具有渐进稳定特性，且具有较强的鲁棒性，同时控制器参数易得。本发明步骤为：步骤一：建立四旋翼无人机SO(3)空间上的姿态运动学模型，并定义几何非线性姿态跟踪误差；步骤二：建立四旋翼无人机SO(3)模型下的姿态误差状态方程；步骤三：建立加入不确定性描述的姿态误差状态方程，并定义保成本二次型性能指标；步骤四：结合区间矩阵方法，设计具有减少控制代价即降低功耗能力的四旋翼无人机鲁棒保成本姿态跟踪控制器。本发明用于无人机飞行控制领域。 | ||
| 搜索关键词： | 旋翼 姿态跟踪 矩阵 不确定性 降低功耗 状态方程 姿态误差 控制器 低功耗 鲁棒 跟踪 二次型性能指标 无人机飞行控制 姿态运动学模型 飞行姿态控制 姿态跟踪误差 几何非线性 控制器参数 无人机姿态 渐进稳定 理论设计 鲁棒控制 模型建立 转动惯量 变化量 鲁棒性 线性化 响应 保证 研究 | ||
【主权项】：
1.一种低功耗的四旋翼无人机大角度复杂姿态跟踪控制方法，其特征在于：所述四旋翼无人机姿态跟踪控制方法包含以下步骤：步骤一：建立四旋翼无人机SO(3)空间上的姿态动力学模型，并定义姿态跟踪误差；步骤二：根据步骤一定义的姿态跟踪误差，采用基于变化量的线性化方法进行线性化，建立四旋翼无人机SO(3)模型下的姿态误差状态方程；步骤三：根据步骤二建立的姿态误差状态方程，加入不确定性描述，并定义保成本二次型性能指标；步骤四：根据步骤三建立的考虑系统不确定性的姿态误差状态方程，结合区间矩阵方法，设计具有减少控制代价即降低功耗能力的四旋翼无人机鲁棒保成本姿态跟踪控制器。
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