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欠驱动垂直起降UAV的全局K指数轨迹跟踪
  • ISSN号:1672-7207
  • 期刊名称:《中南大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TP24[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150001, [2]上海交通大学电子信息与电气工程学院,上海200240
  • 相关基金:教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-10-0279):国家自然科学基金资助项目(30972424)
中文摘要:

针对欠驱动六自由度垂直起降无人驾驶飞行器的轨迹跟踪控制问题,设计使跟踪误差全局K指数收敛的控制器。建立基于修正的罗德里格参数的系统非线性误差模型,基于分级控制的思想,使用反步法分别设计使飞行器位置和姿态子系统指数稳定的控制器;考虑到该系统稳定性分析的复杂性,通过刚体旋转的罗德里格斯定理建立子系统间耦合项与修正的罗德里格参数间的内在联系,并最终得到闭环误差系统的全局K指数稳定的结论。仿真分析表明:本文提出的控制方法能够有效实现飞行器对于复杂轨迹的快速和精确跟踪。

英文摘要:

In order to solve the trajectory tracking control problem of the six degrees of freedom vertical take-off and landing unmanned aerial vehicles, a controller which is capable of stabilizing the trajectory tracking error K-exponentially was designed. Firstly, a nonlinear error model was established based on the modified rodrigues parameters. Considering the thought of hierarchical control, the position and attitude controller for the translational and orientation dynamics were designed based on the backstepping approach, respectively. Due to the complexity stability analysis of this system, the Rodrigues theory was applied to analyze the internal contact between the coupled term and the modified rodrigues parameters, and hence the global K-exponential stability of the closed-loop system was proved. Simulation results show that the proposed control scheme enables the aircraft to track a complex trajectory lastly and accurately.

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期刊信息
  • 《中南大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:中南大学
  • 主编:黄伯云
  • 地址:湖南长沙中南大学校本部
  • 邮编:410083
  • 邮箱:zngdxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88879765
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7207
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1426/N
  • 邮发代号:42-19
  • 获奖情况:
  • 首届全国优秀科技期刊评比一等奖,第二届全国优秀科技期刊评比一等奖,首届中国有色金属工业优秀科技期刊评比一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:20874