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飽和輸入下四旋翼無(wú)人機滑模軌跡跟蹤控制
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浙江工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院

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基金項目:

浙江省屬高校基本科研業(yè)務(wù)費項目(RF-C2020003)、浙江省科技計劃項目-重點(diǎn)研發(fā)(2020C03056)


Sliding mode trajectory tracking control of quadrotor UAV under input saturation
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    摘要:

    為解決四旋翼無(wú)人機在飽和輸入下的軌跡跟蹤控制問(wèn)題,同時(shí)兼顧系統存在的參數不確定性和外部風(fēng)力擾動(dòng)影響,設計了一種改進(jìn)的抗干擾自適應魯棒滑模控制方法;基于六自由度架構,設計四旋翼無(wú)人機簡(jiǎn)化的系統模型,進(jìn)而降低控制器設計的復雜程度;引入帶有誤差信號的滑模函數,設計帶有誤差信號的飽和補償自適應控制律,同時(shí)增加魯棒控制項,降低由于飽和輸入問(wèn)題帶來(lái)的抖振影響,并減小參數不確定和外部風(fēng)力擾動(dòng)對系統穩定性的影響;系統模型與抗干擾自適應控制律相結合,形成了改進(jìn)的抗干擾自適應魯棒滑模控制策略,實(shí)現四旋翼無(wú)人機的位置軌跡和姿態(tài)軌跡的穩定跟蹤;最后通過(guò)數值仿真與傳統PD控制算法進(jìn)行仿真比較,驗證控制方法的有效性和優(yōu)越性。

    Abstract:

    In order to solve the problem of trajectory tracking control of quadrotor UAV under saturated input, taking into account the parameter uncertainty of the system and the influence of external wind disturbance, an improved anti-jamming adaptive robust sliding mode control method is designed; based on Six-degree-of-freedom architecture, design a simplified system model of quadrotor UAV, thereby reducing the complexity of controller design; introduce sliding mode function with error signal, design a saturation compensation adaptive control law with error signal, and increase the The robust control term reduces the chattering effect caused by the saturated input problem, and reduces the influence of parameter uncertainty and external wind disturbance on the system stability; the system model is combined with the anti-interference adaptive control law to form an improved The anti-jamming adaptive robust sliding mode control strategy realizes the stable tracking of the position trajectory and attitude trajectory of the quadrotor UAV. Finally, the numerical simulation is compared with the traditional PD control algorithm to verify the effectiveness and superiority of the control method.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

鄭瀟,文穎,丁佳雨,仇翔.飽和輸入下四旋翼無(wú)人機滑模軌跡跟蹤控制計算機測量與控制[J].,2023,31(1):86-92.

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  • 收稿日期:2022-05-24
  • 最后修改日期:2022-07-01
  • 錄用日期:2022-06-23
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2023-01-16
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