四旋翼無人機自適應控制與故障容錯.pdf

1、作為微型飛行器的一種，四旋翼無人機近來在軍事和民用領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注，如何設計可靠的控制算法以保證穩(wěn)定自主飛行也變得十分重要。而飛行過程中，強氣流擾動、飛鳥、器件損耗等不可預知的因素都可能引起無人機系統(tǒng)發(fā)生故障，從而影響其飛行品質(zhì)，因此研究無人機的容錯控制問題也具有重要意義。
　　本文針對四旋翼無人機的控制與容錯問題進行了重點研究，以自適應理論為基礎(chǔ)，設計了不同的算法，并通過仿真實驗進行了驗證。本文的主要內(nèi)容包括：首先對四旋翼無人機

2、系統(tǒng)的運動學和動力學進行了分析，建立了六自由度動態(tài)數(shù)學模型；然后針對四旋翼這一特殊的欠驅(qū)動非線性系統(tǒng)，將其解耦成一個雙回路、多子系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)，利用積分環(huán)節(jié)消除了由于簡化引起的模型誤差不確定性，設計了一種基于反步法的自適應控制算法，在此基礎(chǔ)上將無人機系統(tǒng)四元數(shù)參數(shù)化，設計了一種基于四元數(shù)的自適應反步控制算法；接著將執(zhí)行器恒值故障對系統(tǒng)的影響作為一種不確定性來考慮，設計了一種基于反步法的自適應容錯算法，有效地對恒值故障下的系統(tǒng)實現(xiàn)了容錯控