推力矢量可倾转四旋翼自抗扰飞行控制方法

摘要：

针对常规四旋翼难以实现位置和姿态独立控制问题,研究了一种具有全向推力矢量的可倾转四旋翼飞行器系统.为克服系统的大范围不确定性、强耦合性及外部风扰影响,设计了基于自抗扰控制(ADRC)技术的飞行控制器.通过建立风扰下的系统动力学模型,分析阵风对旋翼气动力的影响.接着将系统解耦为六通道单回路结构并分别设计自抗扰控制器,引入扩张状态观测器估计系统的内外扰动,利用非线性状态误差反馈律输出扰动补偿控制.在此基础上,通过变量代换线性化控制分配矩阵,将控制器输出直接映射到旋翼转速和倾转角.仿真结果表明,所设计的自抗扰飞行控制器具有良好的位置和姿态独立控制能力,能够有效地估计和补偿紊流风扰动,同时对系统的部分动力失效故障有较强的鲁棒性.

关键词：推力矢量、可倾转旋翼、自抗扰控制器、控制分配、飞行器

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资助基金：国家自然科学基金项目;中国南方电网有限责任公司科技项目;国家重点研发计划项目;南京航空航天大学研究生创新基地实验室开放基金项目

在线出版日期：2020-07-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1377-1387