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《基于自抗擾理論的小型四旋翼飛行器姿態(tài)控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第５卷第３期航空工程進(jìn)展Vol暢５No暢３２０１４年８月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGAug．２０１４文章編號：１６７４‐８１９０（２０１４）０３‐３３８‐０５基于自抗擾理論的小型四旋翼飛行器姿態(tài)控制張廣昱，袁昌盛（西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院，西安７１００７２）摘要：針對四旋翼飛行器的強耦合性、非線性、易受外界干擾等控制難點，研究利用自抗擾控制器對四旋翼飛行器進(jìn)行姿態(tài)控制的技術(shù)問題。通過牛頓－歐拉方程建立四旋翼飛行器動力學(xué)模型，將不確定性、耦合及參數(shù)
2、攝動等干擾作為“總和干擾”，利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測器進(jìn)行估計并動態(tài)反饋補償，再利用非線性反饋抑制補償殘差，進(jìn)行四旋翼飛行器姿態(tài)控制仿真實驗。結(jié)果表明：在存在模型參數(shù)攝動和外界擾動的情況下，擴(kuò)張狀態(tài)觀測器很好地實時估計和補償了四旋翼飛行器的總和干擾，基于自抗擾的四旋翼飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)具有較好的動態(tài)品質(zhì)、穩(wěn)態(tài)精度以及較強的魯棒性。關(guān)鍵詞：四旋翼飛行器；自抗擾控制；擴(kuò)張狀態(tài)觀測器；非線性反饋中圖分類號：V２４９．１；TP２７３文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AAttitudeControlofSmallQuad‐rotorBas
3、edonActiveDisturbanceRejectionControlTheoryZhangGuangyu，YuanChangsheng（SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an７１００７２，China）Abstract：Tosolvetheattitudecontrolproblemofsmallquad‐rotoraccordingtoitscomplexcoupling，non‐linearandseriou
4、sinternal／externaldisturbancefeature，acontrolschemebasedonactivedisturbancerejectioncontroltechniqueisproposed．ThedynamicmodelisestablishedwithNewton‐Eulerequations，andtheuncertainty，couplingandparameterperturbationareconsideredastotaldisturbance．Exten
5、dedstateobserverisusedtoesti‐mateandcompensatethetotaldisturbance．Thenon‐linearstateerrorfeedbackisusedtorestrainthecompen‐sateerror，anddidsimulationexperimentofattitudecontrolforsmallquad‐rotor．Theresultofthesimulationshowsthattheextendedstateobserver
6、oftheactivedisturbancerejectioncontroltechniquecanestimate／com‐pensatedisturbancewellundercircumstanceofparameterperturbationanddisturbance．Theattitudecontrollerbasedonactivedisturbancerejectioncontroltheoryshowsgooddynamicquality，steady‐stateaccuracya
7、ndstrongrobustness．Keywords：quad‐rotor；activedisturbancerejectioncontrol；extendedstateobserver；nonlinearfeedback這些干擾具有不確定性且持續(xù)存在。設(shè)計具有高0引言抗擾性能，對內(nèi)部和外部擾動具有魯棒性的控制器，成為四旋翼飛行器飛行姿態(tài)控制的重要內(nèi)容。四旋翼飛行器是近年來比較熱門的新型旋翼國內(nèi)外對四旋翼飛行器姿態(tài)控制問題已有一類飛行器，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單、容易操縱、成本低廉些研究成果，經(jīng)典控制方法
8、盡管能滿足基本要求，等優(yōu)點。四旋翼飛行器具有強耦合、多變量、非線但在建立小擾動方程過程中忽略了各通道間耦合性等控制難點，且在空中飛行時易受到外界干擾，及內(nèi)部干擾，對外部干擾敏感，因此，目前普遍采用［１］［２］現(xiàn)代控制方法，如滑模法、自適應(yīng)法、反步［３］［４］收稿日期：２０１３‐１２‐１０；修回日期：２０１４‐０１‐２１法、LQ等。雖然多數(shù)現(xiàn)代控制方法的設(shè)計結(jié)通信作者：張廣昱，zhang＿guangyu＠yeah．net果很好，但是這些方法在工程應(yīng)用中具有很大不第３期張
