396-一种基于超螺旋滑模控制ST-SMC和控制分配对欠驱动四旋翼飞行器进行容错控制的方法

396-一种基于超螺旋滑模控制ST-SMC和控制分配对欠驱动四旋翼飞行器进行容错控制的方法

简介:四旋翼无人机由于其复杂的动态特性和高度耦合的多输入多输出MIMO系统,使其控制成为一个具有挑战性的课题。

可用输入的数量不允许四旋翼飞行器具有输入冗余。

这使得难以控制驱动不足的四旋翼发动机。

如果情况差异导致螺旋桨执行器性能不佳,则四旋翼发动机将失去控制,无法遵循所需的轨迹。

性能不佳可能非常危险,导致四旋翼发动机坠毁。

考虑到高成本的传感器和安装在四旋翼上的负载,迫降可能会对周围环境造成严重损失和危险。

为了克服这种情况,我们设计了一个容错控制器,以便在检测到螺旋桨执行器之间的故障时触发适当的控制。

在各种控制算法中,已注意到滑模控制SMC在控制欠驱动系统方面产生稳健的结果。

由于SMC会产生不良的高频振颤效应,因此提供了一种替代非线性开关函数的替代方案。

Super Twisting Sliding Mode Control(STW SMC)的实施是为了消除这种不需要的高频颤振。

使用状态估计器检测到故障时,将触发控制分配算法。

根据适当的致动器效率损失 (LAE),实施控制分配,并使四旋翼飞行器跟随轨迹安全着陆,没有任何干扰。

附带的报告将详细说明为四旋翼实现这种 FTC 的数学建模和控制器设计。

注:代码为matlab脚本,附带分析报告和算法演绎文档,

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