一种基于内外环结构的四旋翼飞行器容错控制方法

摘要：

采用内外环结构来避免直接设计四旋飞机的欠驱动控制律,内外环结构以位置子系统作为外环,姿态子系统作为内环.首先,通过反步法逐步递推得到子系统的控制输入,通过该控制输入,一方面,可推导出内环横滚角与俯仰角的期望值,另一方面,可计算得出欠驱动控制律.以推导出的横滚角和俯仰角期望值以及给定的偏航角期望值作为姿态的目标轨迹,通过反步法进一步设计得出相应的姿态控制律.考虑到执行器可能会发生故障,采用自适应方法分别对内环和外环的故障进行估计,从而实现四旋翼飞行器的容错控制设计.相比于直接设计方法,本文方法得到的欠驱动控制律结构简单,且能实现对执行器故障的容错.研究结果表明:四旋翼飞行器在执行器故障下仍能实现位置和姿态的稳定跟踪,验证了所得控制律的有效性.

关键词：四旋翼飞行器、执行器故障、内外环结构、自适应、反步法、容错控制

所属期刊栏目：50

分类号：V249.122+.3(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61603144;福建省高校产学合作科技重大项目2013H6016;福建省自然科学基金资助项目2018J01095

在线出版日期：2019-04-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：572-578