基于积分反步法的四旋翼滑模轨迹跟踪算法

针对四旋翼无人机轨迹跟踪过程易受外界未知干扰而引起跟踪误差的问题,设计了基于积分反步法的滑模位置控制器。在该控制系统中,位置回路采用滑模积分反步法(sliding mode integral backstepping,IBS-SMC)非线性控制方法,姿态回路采用经典比例积分微分(proportion integration differentiation,PID)控制方法。通过仿真对PID、线性二次型调节器、IBS-SMC进行了比较。仿真结果表明与传统方法相比,IBS-SMC法具有更好的抗干扰能力与控制精度。最后通过飞行实验,检验了控制算法可行性。实验结果表明,所设计的IBS-SMC是一种符合工程实际的控制方法。

双旋弹非线性角运动特性分析

为分析双旋弹运动稳定性,对双旋弹非线性角运动特性进行研究,建立了双旋弹复攻角运动方程,在振幅平面上分析了可能存在的平衡状态,给出了双旋弹在气动非线性条件下产生稳定圆锥运动的必要条件。给出了双旋弹动态失稳的边界条件,确定了在临界点处角运动产生的分岔现象,通过对约化方程的分析,得到了平衡状态在分岔点附近的运动特性。结果表明,三次方静力矩会导致双旋弹产生不衰减的圆锥运动,头部侧向力会引起双旋弹动态失稳。