[发明专利]一种无人机快速倾斜转弯位置精确控制技术

说明书

本发明是关于一种无人机快速倾斜转弯位置精确控制技术。其通过安装姿态陀螺仪与速率陀螺仪分别测量无人机倾斜角信号与倾斜角速率信号，安装侧向加速度计测量无人机侧向加速度信号，从而形成加速度误差信号、侧向位置误差信号、侧向速度误差信号，并通过自适应估计方法得到外环的干扰综合估计信号并形成倾斜角期望信号，与倾斜角进行对比得到倾斜角误差信号，在对内环按照加速度、角速率与误差三个方面进行不确定性估计最终形成滚转内环干扰综合估计信号，叠加滚转角误差信号、滚转角速率信号、滚转角误差积分信号、侧向加速度信号生成滚转通道控制信号，通过限幅后实现滚转侧向倾斜的位置精确控制，该方法具有抗干扰能力强的优点。

技术领域

本发明涉及汽车刹车制动与控制领域，具体而言，涉及一种无人机快速倾斜转弯位置精确控制的方法。

背景技术

大型无人机的侧向位置控制主要有倾斜转弯方式与侧滑转弯方式两种，而倾斜转弯的方式是转弯的快速性较好，但缺点在于往往其侧向位置控制的精度不高，以及鲁棒性不足，抗干扰能力不强。而大型无人机在飞行过程中，尤其气流的不确定性影响，其不可避免的存在很多建模的不确定性或者未知量，采用精确反馈控制方法对建模的精度要求很高，而外部环境的干扰更是随机变换的，因此精确建模精确反馈的方法往往也无法彻底解决该问题。基于上述背景原因，本发明提出一种按照侧向位置误差、侧向速度误差、侧向加速度误差、倾斜角误差、加速度相关、倾斜角速率相关等多个方面进行自适应估计内外两层的不确定性，从而解决了无人机快速倾斜转弯中的精确性与抗干扰问题，通过实验也表明了该方法的正确性，从而使得本发明具有很高的理论价值与工程实用价值。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机快速倾斜转弯位置精确控制技术，进而克服了由于相关技术的限制和缺陷而导致的无人机倾斜转弯快速性不足与抗干扰能力不强的问题。

根据本发明的一个方面，提供一种无人机快速倾斜转弯位置精确控制技术动，包括以下步骤：

步骤S10，安装姿态陀螺仪测量无人机滚转角信号，安装侧向加速度计，测量无人机侧向加速度信号，并进行两次积分分别得到无人机侧向速度信号与无人机侧向位移信号；并设定侧向位移期望信号，与侧向位移信号进行比较，得到侧向位移误差信号；将无人机侧向速度信号与侧向位移期望信号的一阶导数进行比较，得到无人机侧向速度误差信号；将无人机侧向加速度信号与侧向位移期望信号的一阶导数进行比较得到无人机侧向加速度误差信号；设定无人机的安全滚转阈值与滚转安全柔化阈值，并分别求解无人机侧向位移临界误差信号、无人机侧向速度临界误差信号、无人机侧向加速度临界误差信号。

步骤S20，安装速率陀螺仪测量无人机滚转角速率信号，安装姿态陀螺仪测量无人机偏航角信号；根据所述的侧向位移误差信号与无人机侧向位移临界误差信号、无人机侧向加速度信号、无人机偏航角信号、无人机侧向速度信号、无人机滚转角速率信号、无人机侧向加速度误差信号分别设计滚转干扰常值参数自适应估计律、滚转干扰加速度参数自适应估计律、滚转干扰角度参数自适应估计律、滚转干扰速度参数自适应估计律、滚转干扰角速度参数自适应估计律、滚转干扰速度误差参数自适应估计律与滚转干扰加速度误差参数自适应估计律，并组合形成无人机滚转干扰综合估计信号。

步骤S30，根据所述的侧向位移误差信号、无人机侧向位移临界误差信号、无人机侧向速度临界误差信号与无人机侧向加速度临界误差信号进行组合积分，得到滚转组合积分信号；然后叠加所述的无人机滚转干扰综合估计信号、侧向位移误差信号、无人机侧向加速度信号、无人机偏航角信号、无人机侧向速度信号、无人机滚转角速率信号、无人机侧向速度误差信号、无人机侧向加速度误差信号、无人机侧向位移临界误差信号、无人机侧向速度临界误差信号、无人机侧向加速度临界误差信号综合生成滚转角期望信号，再进行饱和限幅处理，得到期望滚转角饱和限幅信号。