基于非线性分离的可倾转四旋翼LQR飞行控制研究

论文摘要

本文研究了一种能够独立控制位置和姿态的可倾转四旋翼飞行器,在建立了系统动力学模型的基础上,针对可倾转四旋翼飞行器系统存在的强输入非线性问题,采用了非线性分离策略,构造中间控制量,将该强非线性系统分离为线性动态环节和非线性静态环节,并仅针对线性动态环节设计了计算量小、易于硬件实现的线性二次型调节器(LQR),然后再通过反解输入非线性环节将中间控制量分配到实际的控制量——旋翼倾转角和电机转速.仿真实验结果表明,基于非线性分离策略设计的LQR飞行控制器能够实现对可倾转四旋翼稳定控制,很好地独立追踪位置和姿态期望.

论文目录

• 0 引言
• 1 可倾转四旋翼数学模型
•   1.1 坐标系定义与符号
•   1.2 动力学建模
• 2 LQR位姿控制器设计
•   2.1 系统非线性分离
•   2.2 LQR位姿控制设计
•   2.3 最优控制律求解
• 3 仿真实验
•   3.1 稳定控制实验
•   3.2 位置姿态独立追踪实验
• 4 结束语

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 卢凯文,杨忠,许昌亮,徐浩,陆可

关键词: 四旋翼飞行器,可倾转旋翼,非线性分离,线性二次型调节器

来源: 南京信息工程大学学报(自然科学版) 2019年04期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 南京航空航天大学自动化学院,东南大学自动化学院,安徽工业大学管理科学与工程学院

基金: 国家自然科学基金(61473144),中国南方电网有限责任公司科技项目(066600K K52170074)

分类号: V249.1

DOI: 10.13878/j.cnki.jnuist.2019.04.004

页码: 390-397

总页数: 8

文件大小: 1547K

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