[发明专利]四旋翼飞行器有限时间Super-Twisting滑模控制方法有效
| 申请号： | 202110524732.0 | 申请日： | 2021-05-13 |
| 公开（公告）号： | CN113110066B | 公开（公告）日： | 2022-04-29 |
| 发明（设计）人： | 吴学礼;费文博;甄然 | 申请（专利权）人： | 河北科技大学 |
| 主分类号： | G05B13/04 | 分类号： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 石家庄新世纪专利商标事务所有限公司 13100 | 代理人： | 张晓龙 |
| 地址： | 050018 河*** | 国省代码： | 河北;13 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 四旋翼 飞行器 有限 时间 super twisting 控制 方法 | ||
1.一种四旋翼飞行器有限时间Super-Twisting滑模控制方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)设定期望的跟踪位置，通过Super-Twisting算法结合四旋翼飞行器位置动力学模型，四旋翼飞行器位置控制器计算输出位置并实现有限时间稳定；
(2)根据姿态期望，利用四旋翼飞行器位置动力学模型对四旋翼飞行器的目标姿态进行姿态解算，通过Super-Twisting算法结合四旋翼飞行器姿态动力学模型，四旋翼飞行器姿态控制器计算输出姿态并实现有限时间稳定；
步骤(2)中，设定期待偏航角为0，利用四旋翼飞行器位置动力学模型对四旋翼飞行器的目标姿态进行姿态解算，获得期待俯仰角和期待侧倾角；
所述四旋翼飞行器位置动力学模型表示为：
其中
是四旋翼质量矩阵；
是四旋翼位置非线性函数矩阵；
是四旋翼位置虚拟控制输入。
2.根据权利要求1所述的一种四旋翼飞行器有限时间Super-Twisting滑模控制方法，其特征在于，四旋翼飞行器位置虚拟控制器表示为：
3.根据权利要求2所述的一种四旋翼飞行器有限时间Super-Twisting滑模控制方法，其特征在于，经过姿态解算后，期待俯仰角θd和期待侧倾角φd表示为：
其中，是姿态控制输入。
4.根据权利要求3所述的一种四旋翼飞行器有限时间Super-Twisting滑模控制方法，其特征在于，所述四旋翼飞行器姿态动力学模型表示为：
其中，
是转动惯量矩阵；
是四旋翼模型非线性函数矩阵；
是四旋翼姿态控制输入。
5.根据权利要求4所述的一种四旋翼飞行器有限时间Super-Twisting滑模控制方法，其特征在于，所述四旋翼飞行器位置控制器表示为：
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