[发明专利]多旋翼飞行器偏航抗饱和控制方法及多旋翼飞行器

权利要求书

1.一种多旋翼飞行器偏航抗饱和控制方法,其特征在于，所述方法包括比例控制器、微分控制器与条件积分补偿控制器，

根据获取所述比例控制器的比例控制参数、偏航角误差和第一预设关系确定所述比例控制器的第一控制量；

根据获取的所述微分控制器的微分控制参数和第二预设关系确定所述微分控制器的第二控制量；

根据获取的所述条件积分补偿控制器的积分控制参数、补偿系数、饱和阈值、饱和控制量及第三预设关系确定所述条件积分补偿控制器的第三控制量；

根据所述第一控制量、第二控制量、第三控制量及第四预设关系确定所述偏航抗饱和控制器的控制量；

所述第一预设关系为：

u_p＝k_pe；

其中，u_p是第一控制量，k_p是比例控制参数，是一个正数，e是偏航角误差，用于表示期望偏航角与实际偏航角的差值；

所述第二预设关系为：

其中，u_d是第二控制量，k_d是微分控制参数且是一个正数；

所述第三预设关系为：

其中，u_i为第三控制量，是条件积分补偿量；

所述条件积分补偿量的计算公式如下：

其中，k_i是积分控制参数且是一个正数，正数η为补偿系数，正数ρ表示饱和阈值；

所述第四预设关系为：

u_n＝u_p+u_i+u_d；

其中，u_s>0，u_n∈[u_min,u_max]，|u_min|＝|u_max|，当出现执行器饱和时，u_n处于饱和状态，定义饱和控制量u_s的计算公式为：

u_s＝max(u_min,min(u,u_max))，u为实际输出控制量；

所述方法还包括：在执行器出现饱和时，判断偏航角误差是否大于饱和阈值，当偏航角误差大于饱和阈值时，为饱和非补偿状态，条件积分补偿控制器数值不变，保持偏航控制量阈值，以此稳定四旋翼飞行器偏航角向期望偏航角运动并抵抗外界干扰。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

执行器未饱和状态下，条件积分补偿控制器对偏航角误差进行积分累加。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当偏航饱和并且偏航角误差不大于饱和阈值时，为饱和补偿状态，依据饱和程度进行退出饱和动作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述依据饱和程度进行退出饱和动作，包括：

饱和程度大，u_n与u_s的差值大，退饱和速度加快；

饱和程度小，u_n与u_s的差值小，退饱和速度减慢。

5.一种多旋翼飞行器，其特征在于，具有如权利要求1至4中任一项所述的飞行器偏航抗饱和控制方法。