基于滑模控制的四旋翼飞行器控制器设计_论文

发布于:2021-06-22 11:21:22

第2 l 卷  第 l 6期  V0 1 . 2 l   No . 1 6   电子设计 工程  El e c t r o n i c   De s i g n   Eng i n e e r i n g   2 0 1 3年 8月   Au g .2 01 3   基于 滑模控制 的四旋 翼 飞行 器控制 器设计  李 波波 。贾秋 玲  ( 西 北 工 业 大 学 自动 化 学 院 ,陕西 西 安 7 1 0 1 2 9 )   摘要 : 基 于 四 旋 翼 飞行 器 的 结 构 和 飞 行 原 理 , 本 文 建 立 了其 飞 行 动 力学 数 学模 型 , 并 采 用 反馈 线 性 化 原 理 对该 模 型  进行精确线性化 ; 同时 , 本 文 采 用基 于 趋 *律 的 滑模 变 结 构 控 制 方 法 , 进行飞行控 制器设计 。 并用 s i m u l i n k对设 计 的  控 制 器进 行 仿 真 . 实现 了四 旋 翼 飞行 器 的 定 高 悬停 控 制 , 提 高 了其 飞 行 性 能 和 鲁棒 性 。   关键词 : 滑 模 控 制 ;线性 化 ;四旋 翼 飞 行 器 ; M a t l a b仿 真  中图 分 类 号 : V 3 2 3 . 1 3   T P 3 9 1 . 9   文献标识码 : A   文 章 编 号 :1 6 7 4 — 6 2 3 6 ( 2 0 1 3 ) l 6 — 0 o 7 6 一 o 3   The   c o nt r o l l e r   d e s i g n  o f   q ua dr o t o r   UAV  b a s e d   o n   s l i di n g   mo d e   c o n t r o l   u  B o - b o . J I A   Q i u — l i n g   ( S c h o o l   o fA u t o m a t i o n , N o r t h w e s t e r n   P o l y t e c h n i c a l   U n w e  ̄ i t y , X i ’ a n   7 1 0 1 2 9 , C h i n a )   Ab s t r a c t : Ba s e d   o n   t h e   p in r c i p l e   o f   t h e   q u a d r o t o r   U AV' s   s t r u c t u r e s   a n d   l f i g h t ,t h e   ma t h e ma t i c a l   mo d e l   o f   l f i g h t   d y n a mi c s   i s   s e t   u p ,a n d   t h e n   i t   i s   l i n e a r i z e d   a c c u r a t e l y   b y   t h e   p r i n c i p l e   o f   f e e d b a c k   l i n e a r i z a t i o n . T h e   l f i g h t   c o n t r o l l e r   b a s e d   O N   t h e   s l i d i n g   mo d e   c o n t r o l   o f   r e a c h i n g   l a w   i s   d e s i g n e d   t o   c o n t r o l   he t   q u a d r o t o r   i n   a   i f x e d   h e i g h t   a n d   b e i n g   h o v e i r n g . T h e   s i mu l a t i o n   r e s u l t s   s h o w s   ha t t   t h e   p r o p o s e d   c o n t r o l   l a w   b y   s l i d i n g   mo d e   me t h o d   c a n   i mp r o v e   t h e   l f i g h t   p e r f o r ma n c e   a n d   s t a b i l i t y   a n d   i s   p ov r e d   t o   b e   v e r y   e fe c t i v e .   Ke y   wo r d s : s l i d i n g   mo d e   c o n t r o l ;l i n e a iz r a t i o n ;q u a d r o t o r   U AV ;Ma l f b  a * 年来 , 四旋 翼 飞 行 器 逐 渐 成 为航 空 学 术 研 究 中新 的 前  = 沿和热点 , 在 对 其 飞行 控 制研 究 方 面 前 人 已 经 做 出不 少 的 成  果。 其 中多为非 线性系统控 制[ 】 - 2 1 , 非 线 性 控 制 虽 然 能 实 现 较  为理想的控制效果 , 但其具有结构复杂 、 易受 干扰 、 实 现 困 难  等缺点。   } {   ( ¨) + 删  (   吐) + d  )   =   o  =   砷   ( ¨) + d   l : - - ( 1 )   0   O   本文采用反馈线性化的方法i 3 ] 对 四 旋 翼 飞 行 器 数 学 模 型  进行线性 化 , 能实现较 好的控制 效果 ; 然 后 基 于 滑 模 变 结 构  m   { ( c o

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