四旋翼飛行器是當(dāng)下十分熱門的話題。作為執(zhí)行器的無刷直流電機(jī)長時間處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài),極易發(fā)生故障。為保證有無故障情況下四旋翼飛行器都能獨(dú)立自主完成任務(wù),對其進(jìn)行跟蹤控制和容錯控制研究是很有必要的。本文采用內(nèi)外環(huán)控制結(jié)構(gòu),通過反步法得到位置控制器和姿態(tài)控制器,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定軌跡跟蹤。進(jìn)一步考慮執(zhí)行電機(jī)發(fā)生偏差故障,基于滑模觀測器設(shè)計容錯控制器對故障容錯。最后結(jié)合人群搜索算法對容錯控制進(jìn)行優(yōu)化。具體研究內(nèi)容如下:1.跟蹤控制設(shè)計。首先通過牛頓第二定律和歐拉方程分別建立四旋翼飛行器的位置和姿態(tài)模型。由于四旋翼飛行器是一種典型的欠驅(qū)動系統(tǒng),為了避免間接驅(qū)動控制結(jié)構(gòu)下欠驅(qū)動控制律設(shè)計復(fù)雜的問題,本文基于內(nèi)外環(huán)控制結(jié)構(gòu),采用反步法分別設(shè)計沿空間三軸的三個位置控制輸入,并通過計算得到外環(huán)的位置控制器(欠驅(qū)動控制律)。內(nèi)環(huán)橫滾角和俯仰角的期望軌跡由外環(huán)位置控制輸入計算得到。仍然采用反步法設(shè)計內(nèi)環(huán)的姿態(tài)控制器。通過理論和仿真對比突出內(nèi)外環(huán)結(jié)構(gòu)下欠驅(qū)動控制律表達(dá)式簡潔及跟蹤更為快速的優(yōu)勢。2.容錯控制設(shè)計。四個作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的無刷直流電機(jī)分別驅(qū)動四個螺旋槳旋轉(zhuǎn)來產(chǎn)生四旋翼飛行器的位姿變化。當(dāng)執(zhí)行電機(jī)長時間運(yùn)轉(zhuǎn),極易... 

【文章來源】：華僑大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

木鳶

固定翼飛行器

撲翼式飛行器


本文編號：2913854