欠驅(qū)動垂直起降無人飛行器的非線性控制研究.pdf

1、無人機由于具有巨大的民用和軍用價值，受到了越來越多研究人員的重視，而能夠垂直起降(Vertical Take-off and Landing)的旋翼無人機，以其獨特的優(yōu)勢，成為了近些年控制領域的研究熱點。但是，大多數(shù)垂直起降無人機的控制量數(shù)目少于系統(tǒng)的自由度，屬于欠驅(qū)動非線性系統(tǒng)，而對于該類系統(tǒng)的控制一直很難找到一種普遍適用的方法。另外，許多此類無人機系統(tǒng)中還含有大量的不確定性，因此給其控制研究增加了更大的難度。
　　 本文對兩

2、種典型的欠驅(qū)動VTOL無人飛行器進行了非線性控制研究。這兩種典型飛行器分別是能夠近似簡化分析直升機的垂直飛行(包括垂直起降，攀升，盤旋，降落等)的三自由度直升機和目前旋翼式無人機的研究熱點--四旋翼無人機。
　　 對于三自由度直升機，本文采用了結合神經(jīng)網(wǎng)絡的非線性魯棒控制策略，實現(xiàn)了三自由度直升機的三個自由度，即高度軸、俯仰軸和旋轉軸的鎮(zhèn)定和跟蹤控制，同時這種控制方法對于系統(tǒng)模型存在的不確定性和可能承受的外界擾動能夠給予補償和有

3、效抑制。由基于李雅普諾夫的穩(wěn)定性證明可知，控制系統(tǒng)的跟蹤誤差均將漸近收斂于零。通過MATLAB仿真結果可以看出，系統(tǒng)實現(xiàn)了預定的控制目標，響應速度快，跟蹤誤差小，系統(tǒng)穩(wěn)定性強。
　　 對于微小型四旋翼無人機，本文采用了自適應非線性魯棒控制策略，使微小型四旋翼無人機以期望的偏航角到達給定位置，并鎮(zhèn)定俯仰角和滾轉角。對于微小型四旋翼無人機模型中存在的轉動慣量和空氣動力學參數(shù)不確定性，本文采用自適應控制方法有效地克服了該問題。從基于李