[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有效

专利信息
申请号: 201710858674.9 申请日: 2017-09-21
公开(公告)号: CN107748491B 公开(公告)日: 2019-11-15
发明(设计)人: 彭程;乔冠宇;白越 申请(专利权)人: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
主分类号: G05B11/42 分类号: G05B11/42
代理公司: 44316 深圳市科进知识产权代理事务所(普通合伙) 代理人: 赵勍毅<国际申请>=<国际公布>=<进入
地址: 130033吉林省长春*** 国省代码: 吉林;22
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摘要: 发明提供的多旋翼飞行器偏航抗饱和控制方法及多旋翼飞行器,不但能够提高飞行器偏航控制性能,而且有效抑制偏航抗饱和现象,增强飞行器的鲁棒性,还具有控制参数较少,易于工程调节,便于工程实现;适用范围广,不依赖于模型,适用于大部分具有执行器饱和的控制系统,具有较强实用性;根据系统不同状态,采取相应不同控制策略,在保证系统稳定的基础上能够提高系统抗扰动能力,抑制饱和现象,具有实际应用价值。
搜索关键词: 多旋翼 飞行器 偏航 饱和 控制 方法
【主权项】:
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,/n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;/n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;/n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;/n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;/n所述第一预设关系为:/nup=kpe;/n其中,up是第一控制量,kp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;/n所述第二预设关系为:/n /n其中,ud是第二控制量,kd是微分控制参数且是一个正数;/n所述第三预设关系为:/n /n其中,ui为第三控制量,是条件积分补偿量;/n所述条件积分补偿量的计算公式如下:/n /n其中,ki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;/n所述第四预设关系为:/nun=up+ui+ud;/n /n其中,us>0,un∈[umin,umax],|umin|=|umax|,当出现执行器饱和时,un处于饱和状态,定义饱和控制量us的计算公式为:/nus=max(umin,min(u,umax)),u为实际输出控制量;/n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。/n
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