检索规则说明:AND代表“并且”;OR代表“或者”;NOT代表“不包含”;(注意必须大写,运算符两边需空一格)
检 索 范 例 :范例一: (K=图书馆学 OR K=情报学) AND A=范并思 范例二:J=计算机应用与软件 AND (U=C++ OR U=Basic) NOT M=Visual
作 者:范云生 陈欣宇 赵永生 宋保健 FAN Yun-Sheng;CHEN Xin-Yu;ZHAO Yong-Sheng;SONG Bao-Jian(College of Marine Electrical Engineering,Dalian Maritime University,Dalian 116026;Key Laboratory of Technology and System for Intelligent Ships of Liaoning Province,Dalian 116026)
机构地区:[1]大连海事大学船舶电气工程学院,大连116026 [2]辽宁省智能船舶技术与系统重点实验室,大连116026
出 处:《自动化学报》2023年第8期1758-1770,共13页Acta Automatica Sinica
基 金:国家自然科学基金(61976033,51609033);辽宁省重点研发指导计划(2019JH8/10100100);大连市软科学研究计划(2019J11CY-014)资助。
摘 要:针对一类四旋翼飞行器吊挂飞行系统的负载摆动抑制和轨迹跟踪精确控制的问题,考虑系统存在未知外界扰动和模型动态不确定的情况,提出一种基于扩张状态观测器(Extended state observer, ESO)的吊挂负载摆动抑制的非线性轨迹跟踪控制方法.将四旋翼吊挂飞行系统分解为姿态、位置和负载摆动控制三个动态子系统,分别设计非线性控制器实现欠驱动约束下的解耦控制;设计一种扩张状态观测器,用以估计和补偿四旋翼与吊挂负载耦合飞行的未知外界扰动与模型动态不确定性,并验证了闭环系统的稳定性,跟踪误差及吊挂负载摆动所有信号的一致最终有界.最后,利用Quanser公司的Qball2飞行器进行三维空间螺旋轨迹的跟踪控制,仿真结果验证了未知干扰下基于扩张状态观测器的四旋翼吊挂飞行非线性控制的有效性和优越性,实现了四旋翼吊挂系统轨迹跟踪的精确控制和飞行过程中负载摆动的快速抑制.In order to solve the problem of load swing suppression and precise control of trajectory tracking for a class of quadrotors,considering the unknown external disturbance and model dynamic uncertainty,a nonlinear trajectory tracking control method based on extended state observer(ESO)is proposed.In this paper,the quadrotor suspension flight system is divided into three dynamic subsystems:Attitude,position and swing angle of the suspending load.Nonlinear controllers are designed to realize decoupling control under drive constraints.An extended state observer is designed to estimate and compensate the unknown external disturbance and model dynamic uncertainty in coupled flight of quadrotor and suspended load,so as to ensure the stability of the closed-loop system,tracking error and all signals in suspension system are uniformly ultimately bounded.Finally,Quanser's Qball2 aircraft is used to track the spiral trajectory in three-dimensional space.The simulation results show the effectiveness and superiority of the proposed control method,and realize the precise control of the trajectory tracking of the quadrotor suspension system and the rapid suppression of the load swing during the flight.
关 键 词:四旋翼飞行器 吊挂飞行 积分反步法 扩张状态观测器
分 类 号:TP273[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] V279[自动化与计算机技术—控制科学与工程] V249.1[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在载入数据...
正在链接到云南高校图书馆文献保障联盟下载...
云南高校图书馆联盟文献共享服务平台 版权所有©
您的IP:216.73.216.72