过动式倾斜转轮四轴飞行器的H∞控制

• 来源期刊: 中南大学学报（英文版）
• 关键词: 反馈线性化 H∞型控制器 Newton-Euler法 过动四轴飞行器 鲁棒控制
• 年，卷（期）: 2018,（3）
• 页码范围: 586-599
• 页数: 14页
• 字数: 846字
• 语种: 英文
• DOI: 10.1007/s11771-018-3763-2

摘要

近年来,无人机在军事、科学和民用领域应用广泛,引起了人们越来越多的兴趣.但由于它缺乏充分的驱动特性,限制了它的移动性和轨迹跟踪能力.本文介绍了一种过动四轴飞行器的设计和控制,它允许旋转器围绕其臂轴独立倾斜.附加倾摆机构通过获得充分的力矩和力矢量来克服上述的机动性限制.倾斜特性使控制输入增加到8个(4个螺旋桨转速加4个转子倾斜角),使四轴飞行器处于完全控制状态.基于Newton-Euler方法,推导出了转子倾斜四轴飞行器的广泛数学模型,并给出了反馈线性化方法.采用线性化方法对模型进行线性化,设计合成一种混合灵敏度 H∞最优控制器,以达到所需的性能和稳定性.对控制系统进行了仿真,以保证控制器和四轴飞行器设计的有效性.测试了该控制器的抑制干扰、抑制传感器噪声和处理模型不确定等方面的性能,并对其复杂轨迹进行了试验,结果表明过动四轴飞行器优于传统的四轴飞行器.