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基于滑模控制的四旋翼无人机自适应跟踪控制 被引量：8
1
作者 刘凯悦 冷建伟 《飞行力学》 CSCD 北大核心 2017年第1期43-47,共5页
针对四旋翼无人机在系统内部模型参数不确定性情况下的轨迹跟踪问题,提出了一种基于滑模控制的四旋翼无人机自适应跟踪控制方法。首先,采用单位四元数来描述系统姿态,将系统分解为位置子系统和姿态子系统;考虑到位置子系统的欠驱动特性... 针对四旋翼无人机在系统内部模型参数不确定性情况下的轨迹跟踪问题,提出了一种基于滑模控制的四旋翼无人机自适应跟踪控制方法。首先,采用单位四元数来描述系统姿态,将系统分解为位置子系统和姿态子系统;考虑到位置子系统的欠驱动特性,引入了虚拟控制力,跟踪位置信息并解算出实际升力和理想姿态;其次,通过自适应滑模控制器补偿了质量和转动惯量的不确定性,实现了轨迹的跟踪;最后,利用Lyapunov理论证明了闭环系统的稳定性。仿真结果表明了算法的有效性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 单位四元数 虚拟控制力 自适应滑模控制
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四旋翼无人机的自适应容错控制 被引量：4
2
作者 刘凯悦 冷建伟 《电光与控制》 北大核心 2017年第8期104-108,共5页
针对四旋翼无人机在飞行过程中发生执行器故障和受到外界干扰的问题,提出了一种基于自适应方法的容错控制方案。将执行器故障以乘性因子的形式加入到系统模型中,同时采用单位四元数法描述系统姿态;考虑到位置子系统欠驱动的特性,引入虚... 针对四旋翼无人机在飞行过程中发生执行器故障和受到外界干扰的问题,提出了一种基于自适应方法的容错控制方案。将执行器故障以乘性因子的形式加入到系统模型中,同时采用单位四元数法描述系统姿态;考虑到位置子系统欠驱动的特性,引入虚拟控制力,同时解算出目标姿态和输入推力;针对同时存在执行器故障和外界干扰的位置和姿态子系统模型,利用自适应的方法设计了容错控制器,保证了对目标姿态的跟踪。最后,仿真结果验证了该系统控制器的有效性和稳定性。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 单位四元数 虚拟控制力 自适应容错控制 仿真证明
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漂浮基柔性空间机械臂关节运动增广变结构控制及柔性振动主动抑制 被引量：3
3
作者 洪昭斌 陈力 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期219-225,256,共8页
讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统基于混合轨迹的关节运动增广变结构控制,该控制方案能够同时主动抑制柔性杆产生的振动。基于一般期望轨迹的增广变结构控制仅能完成渐近解耦的关节空间轨迹追踪,并不能... 讨论了载体位置、姿态均不受控制情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统基于混合轨迹的关节运动增广变结构控制,该控制方案能够同时主动抑制柔性杆产生的振动。基于一般期望轨迹的增广变结构控制仅能完成渐近解耦的关节空间轨迹追踪,并不能抑制柔性杆的振动;为了对柔性振动模态进行主动控制,使用虚拟控制力的观念生成了同时反映关节期望轨迹和柔性变量的混合轨迹,从而为柔性空间机械臂系统设计了追踪混合轨迹的增广变结构控制方案。数值仿真结果证实了该控制方案在系统参数存在不确定的情况下,能够使机械臂关节角稳定地追踪期望轨迹并对所产生的柔性振动进行主动抑制。 展开更多
关键词 漂浮基柔性空间机械臂 混合轨迹 增广变结构控制 柔性振动控制 虚拟控制力
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柔性空间机器人快速终端滑模容错抑振控制
4
作者 雷荣华 付晓东 陈力 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第9期940-948,共9页
针对基座与臂杆存在柔性且执行机构发生故障的自由漂浮空间机器人系统,设计了快速终端滑模容错抑振控制器。结合线性弹簧假设、欧拉-伯努利梁理论和假设模态法提取了系统的柔性特征,利用拉格朗日方程推导出柔性基、柔性臂空间机器人系... 针对基座与臂杆存在柔性且执行机构发生故障的自由漂浮空间机器人系统,设计了快速终端滑模容错抑振控制器。结合线性弹簧假设、欧拉-伯努利梁理论和假设模态法提取了系统的柔性特征,利用拉格朗日方程推导出柔性基、柔性臂空间机器人系统的动力学模型;基于双幂次非奇异快速终端滑模为系统设计了有限时间容错控制器,采用Lyapunov函数法证明了闭环系统的稳定性;在此基础上,引入混合轨迹对容错控制器进行修正,进而构造出基于虚拟控制力的有限时间容错抑振控制器,实现对空间机器人载体姿态与关节轨迹的快速跟踪控制及基座与臂杆柔性振动的有效抑制。仿真结果表明,相较于无容错机制的计算力矩抑振控制算法,所设计算法的轨迹跟踪误差收敛速度提升了68.75%,弹性基座的振幅减小了78%,限定在1.1×10^(-4)m之内。 展开更多
关键词 柔性空间机器人 双幂次快速终端滑模 虚拟控制力 容错控制 振动抑制
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参数不确定漂浮基柔性空间机械臂载体姿态、关节协调运动及柔性振动主动抑制的混合控制方案 被引量：1
5
作者 洪昭斌 陈力 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期94-99,共6页
讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统可保证载体姿态、关节角协调运动变结构控制鲁棒性并同时抑制所产生柔性振动的混合控制方案。该变结构控制仅设计来完成渐近解耦的载体姿态及关节角轨迹追踪,而不能对柔... 讨论了载体位置不受控、姿态受控情况下,漂浮基柔性空间机械臂系统可保证载体姿态、关节角协调运动变结构控制鲁棒性并同时抑制所产生柔性振动的混合控制方案。该变结构控制仅设计来完成渐近解耦的载体姿态及关节角轨迹追踪,而不能对柔性振动模态进行控制;为了主动抑制柔性杆的振动,使用虚拟控制力的观念生成了变结构控制所需的混合轨迹,从而为柔性空间机械臂设计了追踪混合轨迹的混合控制方案。数值仿真结果证实了该混合控制方案在系统参数不确定情况下,能够使载体姿态及机械臂关节角稳定地追踪期望轨迹并对所产生的柔性振动进行主动抑制。 展开更多
关键词 漂浮基柔性空间机械臂 混合控制 变结构控制 柔性振动控制 虚拟控制力 不确定参数
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