[发明专利]一种多系统小型无人直升机的稳定性设计方法在审
| 申请号： | 201810348950.1 | 申请日： | 2018-04-18 |
| 公开（公告）号： | CN108536166A | 公开（公告）日： | 2018-09-14 |
| 发明（设计）人： | 张琳;汪梅 | 申请（专利权）人： | 西安科技大学 |
| 主分类号： | G05D1/08 | 分类号： | G05D1/08;G05D1/10 |
| 代理公司： | 北京世誉鑫诚专利代理事务所(普通合伙) 11368 | 代理人： | 魏秀枝 |
| 地址： | 710054 *** | 国省代码： | 陕西;61 |
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| 摘要： | 本发明涉及一种多系统小型无人直升机的稳定性设计方法，包括：(1)建立小型无人直升机模型系统方程；(2)控制外环动态系统方程的带宽为0.2～0.5rad/s，内环动态系统方程的带宽为20～50rad/s；(3)对于内/外环动态系统方程分别用返步法设计控制器；(4)设计旋翼挥舞动态系统方程的控制输入；(5)对内环动态系统方程和旋翼挥舞动态系统方程分别建立李雅普诺夫方程，分别设计输入，再将内环动态系统方程与旋翼挥舞动态系统方程联合起来设计整体输入，以保证内环动态系统与旋翼挥舞动态系统的稳定性。本发明公开的设计方法能够很好的提升多系统小型无人直升机的稳定性。此方法还可以扩展到其他多动态系统相连的系统中。 | ||
| 搜索关键词： | 动态系统 小型无人直升机 旋翼 多系统 内环 稳定性设计 带宽 设计控制器 模型系统 整体输入 保证 联合 | ||
【主权项】：
1.一种多系统小型无人直升机的稳定性设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立小型无人直升机模型系统方程；(2)控制外环动态系统方程的带宽为0.2～0.5rad/s，内环动态系统方程的带宽为20～50rad/s；(3)对于内/外环动态系统方程分别用返步法设计控制器；(4)设计旋翼挥舞动态系统方程的控制输入旋翼挥舞动态系统方程改写为：![]()
其中![]()
建立李雅普诺夫方程![]()
求微分得到使旋翼挥舞动态系统稳定的输入δ1＝‑γ‑1(λx2+g2(x2))，其中：δ1表示使旋翼挥舞动态系统稳定的输入；λ表示李雅普诺夫系数；γ表示转换矩阵；(5)对内环动态系统方程和旋翼挥舞动态系统方程分别建立李雅普诺夫方程，分别设计输入，再将内环动态系统方程与旋翼挥舞动态系统方程联合起来设计整体输入，以保证在外环动态系统足够慢条件下，内环动态系统与旋翼挥舞动态系统的稳定性；内环动态系统方程与旋翼挥舞动态系统表示为：![]()
其中![]()
已经建立的李雅普诺夫方程![]()
其中：![]()
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建立的李雅普诺夫方程：VT(x1,x2)＝V4(x1)+V5(x2)求微分得：![]()
由于![]()
所以![]()
由此，当多系统小型无人直升机的系统的输入满足如下条件：![]()
内环动态系统与旋翼挥舞动态系统的稳定性能得以保证，其中：δ表示使整个动态系统稳定的输入；λ表示李雅普诺夫系数；γ表示转换矩阵。
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