面向机动飞行的固定翼无人机位姿跟踪控制

机动飞行是无人机系统技术的重要发展方向之一.针对机动飞行位姿一体化控制需要及固定翼无人机平台欠驱动特点,本文提出了一种适用于固定翼无人机机动飞行的位姿同步控制方法.首先,利用对偶四元数紧凑、无奇异性的特点建立固定翼无人机位姿一体化模型.然后,提出虚拟坐标系设计方法,将控制力矩映射到未约束的状态量.通过引入非线性增量式反步法,设计了无人机位姿跟踪控制律,实现了位姿与旋量的稳定跟踪.最后,基于Lyapunov稳定性理论开展了系统稳定性分析,通过数值仿真与半实物仿真验证了本文方法的可行性.