基于差分进化算法的四旋翼自适应滑模控制

针对四旋翼飞行器在实际飞行中存在的模型不确定和外部干扰,设计了基于内外环结构的自适应滑模控制。首先使用牛顿欧拉法建立动力学模型,然后结合自适应方法设计了滑模控制器以实现系统模型不确定和外部干扰存在时的轨迹跟踪并证明了闭环系统的稳定。接着,以反映控制性能的指标为适应度函数,利用差分进化算法整定滑模控制器参数。最后通过仿真验证差分进化算法的性能以及自适应滑模控制器的性能,仿真结果表明,经差分进化算法整定的自适应滑模控制器在模型不确定和外部干扰的影响下具有良好的轨迹跟踪性能。

基于离散滑模控制的四旋翼飞行器轨迹跟踪

针对离散时间域的四旋翼飞行器的大角度轨迹跟踪问题进行研究。首先,采用牛顿-欧拉法建立了基于三维旋转群SO(3)的动力学模型,并采用前向欧拉法将其转换为离散模型。接着,提出了基于内外环的控制结构,并将离散滑模变结构控制应用于内外环控制器的设计,通过李雅普诺夫函数证明了所设计控制器的稳定性。最后,通过Matlab/Simulink仿真验证所设计控制系统的性能,仿真结果表明所设计控制系统具有良好的大角度轨迹跟踪性能。

基于高频趋肤效应的手写绘图板的研究与实践

本文设计了以高频趋肤效应为核心的覆铜板定位系统。以TI公司生产的资源丰富、低功耗单片机MSP430F5529为系统主控芯片,覆铜板不同位置对由DDS产生的高频信号的衰减程度不同。覆铜板接触点处衰减信号由AD637检测出其有效值。同时单片机控制继电器切换通道,最后在LCD液晶屏上显示结果。经测试,系统的分辨率可达到6mm并可跟踪画图。

基于几何扩展卡尔曼滤波的四旋翼位姿估计算法

主要对基于四旋翼飞行器的位姿估计算法进行研究,设计了基于惯性导航系统和全球定位系统(GPS)的几何扩展卡尔曼滤波算法。首先采用旋转矩阵表示姿态,并构造了相应的旋转矩阵误差,同时将陀螺仪和加速度计的漂移通过几何变换表示在同一坐标系下求差以获得漂移误差。在此基础上,推导了几何扩展卡尔曼滤波算法。最后,通过MATLAB仿真验证所设计算法的性能,仿真实验表明,所提出的算法可实现四旋翼飞行器的位姿估计。