四旋翼吊挂变质量负载建模与控制方案设计

• 作者: 郗厚印 张栋 杨云霄 周涛
• 来源期刊: 计算机仿真
• 学科: 工学
• 关键词: 四旋翼吊挂 变质量负载 扩张观测器 反步控制
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 航空航天领域仿真
• 页码范围: 60-65,101
• 页数: 7页
• 分类号: TP391.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1006-9348.2022.01.015

摘要

针对四旋翼无人机吊挂变质量负载系统中存在负载摆动和外部干扰影响飞行性能的问题,设计了一种基于扩展状态观测器(ESO)和反步控制法相结合,具有内外环结构的控制方案.首先由牛顿-欧拉方程建立了四旋翼吊挂变质量负载系统的动力学模型,建立的四旋翼吊挂变质量负载系统的牛顿-欧拉动力学模型便于理解以及与实际应用相结合;其次在控制方案的外环利用ESO对负载质量变化及外部环境干扰产生的复合扰动进行实时估计,并在控制律中进行补偿,实现了水平位置的抗扰控制;控制方案的内环采用反步控制设计了稳定且抗扰性较强的姿态与高度控制律.仿真通过对所建立的数学模型施加变质量负载与外界环境干扰,验证了所设计控制方案的有效性.