[发明专利]一种四旋翼无人机姿态自抗扰动态面控制方法及存储介质

权利要求书

1.一种四旋翼无人机姿态的自抗扰动态面控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

基于四旋翼无人机的滚转姿态角、俯仰姿态角及偏航姿态角，建立四旋翼无人机的姿态动力学模型；

基于四旋翼无人机的姿态动力学模型输出的状态量，建立非线性扩张观测器；

基于非线性扩张观测器的观测状态量，建立误差反馈控制器，输出四旋翼无人机姿态控制量。

2.根据权利要求1所述四旋翼无人机姿态的自抗扰动态面控制方法，其特征在于，所述步骤“基于四旋翼无人机的滚转姿态角、俯仰姿态角及偏航姿态角，建立四旋翼无人机的姿态动力学模型”之后还包括步骤：

通过离散最速跟踪微分器追踪期望值，获得光滑的信号值。

3.根据权利要求2所述四旋翼无人机姿态的自抗扰动态面控制方法，其特征在于，所述步骤“基于四旋翼无人机的滚转姿态角、俯仰姿态角及偏航姿态角，建立四旋翼无人机的姿态动力学模型”具体包括以下步骤：

确定四旋翼无人机的姿态动力学方程

在不考虑干扰量Δ，基于四旋翼无人机的滚转姿态角、俯仰姿态角及偏航姿态角，得到四旋翼无人机的姿态动力学模型：

其中，

4.根据权利要求3所述四旋翼无人机姿态的自抗扰动态面控制方法，其特征在于，所述步骤“基于四旋翼无人机的姿态动力学模型输出的状态量，建立非线性扩张观测器”具体包括以下步骤：

根据四旋翼无人机的姿态动力学模型输出的状态量，建立四旋翼无人机的姿态通道的二阶状态方程，姿态通道包括俯仰通道、滚转通道及偏航通道；

根据四旋翼无人机的姿态通道的二阶状态方程，建立非线性扩张状态观测器。

5.根据权利要求4所述四旋翼无人机姿态的自抗扰动态面控制方法，其特征在于，所述步骤“基于非线性扩张观测器的观测状态量，建立误差反馈控制器，输出四旋翼无人机姿态控制量”具体包括以下步骤：

根据四旋翼无人机的姿态动力学模型的期望值、最速跟踪微分器及非线性扩张观测器，确定第一层动态面跟踪反馈误差函数z₁＝δ₁-v₁；

根据姿态通道的二阶状态方程，对第一层动态面跟踪反馈误差函数求导得

根据第一层动态面跟踪反馈误差函数的李雅普诺夫函数为对李雅普诺夫函数V₁进行求导得

根据建立虚拟控制器c₁为控制系数；

将虚拟控制器作为一阶滤波器的输入量，确定新的状态量δ_2d；

根据最速跟踪微分器及新的状态量δ_2d，确定第二层动态面跟踪反馈误差函数z₂＝δ₂-δ_2d；

根据姿态通道的二阶状态方程，对第二层动态面跟踪反馈误差函数求导得

根据第二层动态面跟踪反馈误差函数的李雅普诺夫函数为对李雅普诺夫函数V₂进行求导得

根据得到误差反馈控制器。

6.一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时执行以下步骤：

基于四旋翼无人机的滚转姿态角、俯仰姿态角及偏航姿态角，建立四旋翼无人机的姿态动力学模型；

基于四旋翼无人机的姿态动力学模型输出的状态量，建立非线性扩张观测器；

基于非线性扩张观测器的观测状态量，建立误差反馈控制器，输出四旋翼无人机姿态控制量。

7.根据权利要求6所述存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器运行时，执行步骤“基于四旋翼无人机的滚转姿态角、俯仰姿态角及偏航姿态角，建立四旋翼无人机的姿态动力学模型”之后还执行步骤：

通过离散最速跟踪微分器追踪期望值，获得光滑的信号值。