[发明专利]一种抗干扰和参数摄动的四旋翼UAV渐近稳定控制方法

摘要

一种抗干扰与参数摄动的四旋翼UAV渐近稳定控制方法。其包括建立包含外部干扰和内部参数摄动的四旋翼UAV非线性数学模型；设定渐近稳定控制算法所需的控制目标和约束条件；设计外部干扰估计算法；设计渐近稳定控制算法等步骤。本发明优点①能够在不需要外部干扰(例如干扰的周期和振幅等)具体信息的情况下实现干扰补偿。②其次，能够在外部干扰和内部参数摄动同时存在的情况下实现有效的渐近稳定控制。③外部干扰和系统内部参数摄动均可以是快速时变的(非常值或慢时变类型)。④本控制方法是基于非线性解析模型的，并附有严格的理论证明(非智能方法或线性控制方法，例如模糊或神经网络控制)。⑤算法规模小、运算简单，易于工程实现。

主权项

一种抗干扰与参数摄动的四旋翼UAV渐近稳定控制方法，其包括按顺序进行的下列步骤：(1)建立包含外部干扰和内部参数摄动的四旋翼UAV非线性数学模型；(2)设定渐近稳定控制算法所需的控制目标；(3)设计外部干扰估计算法；(4)设计渐近稳定控制算法；其特征在于：在步骤(1)中，所述的四旋翼UAV非线性数学模型是：θ··=lIyu1-l·η1Iyθ·+lIyδy(t)φ··=lIxu2-l·η2Ixφ·+lIxδx(t)ψ··=CIzu3-η3Izψ·+lIzδz(t)---(1)]]>其中θ,φ和分别代表实时的俯仰角、滚转角和偏航角，l代表飞机重心到每个螺旋桨转轴的臂长，Ix,Iy和代表相应坐标轴上的转动惯量，η1,η2和代表阻力系数，C代表转换系数；为了简化书写与方便阅读，将式(1)中的俯仰数学模型整理成式(2)的形式：θ··=c1u-c2θ·+c1δ(t)---(2)]]>其中δ(t)＝δy(t)，代表控制输入；当不存在外部干扰δ(t)时，式(2)可以被简化成如下标称模型：θ··t=c1u-c2θ·t---(3)]]>其中θt代表标称模型输出的俯仰角。