基于自抗扰的无人机俯仰姿态控制

针对无人机俯仰姿态控制回路在模型参数和复杂外界环境等不确定性干扰影响下鲁棒性差、系统响应速度慢的问题,采用工程上易实现的自抗扰控制(ADRC)方法设计了俯仰姿态控制器,通过构造线性扩张状态观测器(LESO)估计不确定性干扰,并在控制回路中对干扰进行实时补偿。性能分析与仿真结果表明,基于ADRC的无人机俯仰姿态控制器具有良好的性能和干扰抑制能力,并且能够实现对控制指令的精确跟踪。

自主飞艇俯仰角姿态动力学建模及控制

针对平流层信息平台-自主飞艇动力学特性与升降舵操纵角之间的非线性关系,建立飞艇俯仰角姿态动力学模型,将离散滑模变结构控制方法应用于飞艇的俯仰角姿态控制,从理论上证明所提控制方法对控制系统的渐近稳定性,而且有效削弱了跟踪误差轨迹在滑动过程中的抖动现象,增强了控制系统的鲁棒性,计算机仿真实验不仅表明所建立的飞艇俯仰角姿态动力学模型是正确的,离散滑模变结构控制方法适于飞艇的俯仰角姿态跟踪误差的控制,而且验证了对本文提出的控制方法的理论分析.

无人机俯仰姿态操纵性能的动稳定性影响仿真

针对无人机动稳定性与可操纵性的冲突,仿真了无人机动稳定性对操纵性的影响;在建立无人机纵向运动方程基础上,解算出俯仰姿态控制通道的传递函数;离散化处理后,采用数字PID控制器对系统进行了MATLAB仿真,得出了俯仰姿态控制通道动稳定性对操纵性能的影响;仿真结果反映了飞行控制器设计过程中需要注意的问题。

多关节深海潜水器纵垂面建模与俯仰控制

为实现深海纵向剖面探测,给出了一种多关节潜水器的设计方案,并对潜水器的纵垂面建模与俯仰姿态控制问题进行了研究。针对浮力和重力不平衡的情况,根据牛顿第二定律和力矩平衡原理建立了多关节潜水器在纵垂面上的运动学和动力学模型。考虑到多关节潜水器在纵倾运动控制过程中存在未知干扰和过驱动等问题,提出了一种线性二次型最优自抗扰控制方案。根据实验样机硬件设计要求,将关节摆动角度作为被控系统输入。将系统内力与外部扰动作为系统总扰动,采用线性扩张状态观测器对总扰动进行估计。针对系统过驱动问题,采用奇异值分解法求解控制系数矩阵的伪逆矩阵,实现总扰动补偿与输入合理分配。采用线性二次最优控制优化线性反馈控制增益,实现控制增益按照期望输入输出效果达到最优。在SIMULINK平台上,搭建模型仿真环境,在有、无输入扰动两种情况下,使用线性二次型最优自抗扰控制器实现俯仰控制仿真。结果表明,所设计的控制器具有低超调、抗干扰和精准度高的特性。

无人机飞行控制PID参数的模糊自整定技术研究

现今,无人机在军事和民用上都有重要的应用价值.它要完成自主飞行,需要飞机的控制系统具有良好的控制特性.本文中首先介绍了PID参数自整定方法,然后针对无人机俯仰姿态的控制律设计了一种模糊PID飞行控制器,并对这种PID控制器的控制特点及参数设计规则等进行描述.仿真结果表明,这种模糊自整定PID控制器比常规PID控制器超调量小.它具有调节时间短,控制系统实时性和抗干扰能力强的特点.

高超声速飞行器模糊模型参考自适应控制方法

研究了高超声速飞行器大跨度飞行条件下的俯仰通道姿态控制问题。首先,建立了高超声速飞行器俯仰通道姿态运动模型。然后,针对高超声速飞行器俯仰通道模型非线性、不确定性等特点,应用模糊控制和模型参考自适应控制方法,设计了俯仰通道的模糊模型参考自适应控制器:以参考模型和实际系统的误差及其变化率作为模糊控制器的输入,以PID控制参数的修正量作为模糊控制器的输出,通过在线调节PID参数实现自适应控制。最后,对俯仰通道姿态控制方法进行了数值仿真。当模型发生切换时,俯仰角发生变化,能够在2s内精确跟踪参考模型,且稳态误差趋于0,验证了控制方法的有效性。