四旋翼吊挂运输系统动态反馈线性化轨迹控制

摘要：

三维空间下的四旋翼吊挂运输系统是一种欠驱动、强耦合、多变量的非线性系统.根据系统的动力学特点,将系统分解为双质点系绳连接子系统和四旋翼姿态控制子系统.选择与系统自由度维数相同的广义坐标并基于虚位移原理计算对应的广义力,从而建立系统的拉格朗日动力学方程.利用微分平滑特性证明了运输系统存在平凡零动态,因此可通过动态反馈转化为线性和能控系统.经过2次动态扩展和变量代换,原系统扩展为总相对阶等于系统状态维度的线性能控系统.基于赫尔维茨稳定性判据,设计了跟踪误差指数收敛的动态反馈控制律.该方法可作为一类非线性系统控制器设计的标准方法.最后以三维空间的螺旋曲线及水平面内频率变化的圆周曲线为参考轨迹进行仿真,仿真结果验证了控制系统的有效性.

关键词：四旋翼、运输、零动态、动态反馈

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在线出版日期：2020-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1993-2002