平面四旋翼无人飞行器运送系统的轨迹规划与跟踪控制器设计

摘要：

对于四旋翼无人飞行器运送系统而言,需要保证飞行过程中负载的摆幅维持在适当的范围内,并且在飞行器到达目的地后负载无残余摆动.本文针对四旋翼无人飞行器运送系统,提出了一种新颖的轨迹规划与跟踪控制方法.论文首先得到了平面四旋翼无人飞行器的运动特性与负载摆角之间的非线性耦合关系.通过相平面内的几何分析,分别设计了两个轴方向上的分段式加速度轨迹.这种轨迹具有简洁的解析表达式并可获得较高的运送效率,同时满足飞行器的速度,加速度等物理约束.为了使四旋翼无人飞行器准确跟踪规划好的轨迹,本文基于反步法设计了一种非线性跟踪控制器,并通过李雅普诺夫方法对其闭环稳定性进行分析,证明其能使跟踪误差指数收敛于零.论文最后通过仿真结果验证了本文所提出方法的可行性与有效性,及其对外界干扰的鲁棒性.

关键词：四旋翼无人飞行器、运送系统、相平面、轨迹规划、反步法

所属期刊栏目：32

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家杰出青年科学基金项目61325017资助.Supported by China National Funds for Distinguished Young Scientists 61325017

在线出版日期：2016-03-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1430-1438