四旋翼飛行器容錯(cuò)控制研究.pdf

1、四旋翼無(wú)人飛行器具有重量輕、體積小、可垂直起降、機(jī)動(dòng)性能好的特點(diǎn)，可執(zhí)行的任務(wù)多樣，適用于各種狹窄空間。近年來(lái)四旋翼無(wú)人飛行器受到越來(lái)越多的關(guān)注，迅速成為無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。在今后社會(huì)，無(wú)論是軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域無(wú)人機(jī)都將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。本文主要以四旋翼無(wú)人機(jī)為研究對(duì)象，建立了四旋翼飛行器空氣動(dòng)力學(xué)模型，并針對(duì)執(zhí)行器加性故障和乘性故障模型，分別設(shè)計(jì)了反步自適應(yīng)容錯(cuò)控制器和自適應(yīng)滑模容錯(cuò)控制器，并利用定點(diǎn)懸停仿真實(shí)驗(yàn)證明了反步自適

2、應(yīng)容錯(cuò)控制算法的有效性和自適應(yīng)滑模容錯(cuò)控制器的魯棒性。本文主要的研究?jī)?nèi)容如下:
　　一、分析了四旋翼無(wú)人機(jī)的組成結(jié)構(gòu)及飛行原理，介紹了慣性坐標(biāo)系和機(jī)體坐標(biāo)系的定義，在此基礎(chǔ)上，分析了牛頓第二定律和作用在無(wú)人機(jī)上的力和力矩，同時(shí)結(jié)合Qball-X4實(shí)驗(yàn)平臺(tái)以及平臺(tái)技術(shù)參數(shù)，推導(dǎo)出了四旋翼無(wú)人機(jī)的最終數(shù)學(xué)模型。
　　二、分析了四旋翼無(wú)人機(jī)執(zhí)行器加性故障，針對(duì)此故障，設(shè)計(jì)了反步自適應(yīng)容錯(cuò)控制器，以定點(diǎn)懸停仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了反步自適應(yīng)容

3、錯(cuò)控制算法的有效性?？紤]到故障引發(fā)的不確定擾動(dòng)，進(jìn)行了魯棒性分析仿真實(shí)驗(yàn)，觀察到此種執(zhí)行器加性故障容錯(cuò)控制算法的抗干擾能力較弱。
　　三、分析了四旋翼無(wú)人機(jī)執(zhí)行器乘性故障，針對(duì)執(zhí)行器乘性故障，設(shè)計(jì)了反步自適應(yīng)容錯(cuò)控制器，以定點(diǎn)懸停仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了反步自適應(yīng)容錯(cuò)控制算法的有效性?？紤]到故障引發(fā)的不確定擾動(dòng)，進(jìn)行了魯棒性分析仿真實(shí)驗(yàn)，觀察到此種執(zhí)行器乘性故障容錯(cuò)控制算法的抗干擾能力較弱。
　　四、針對(duì)四旋翼無(wú)人機(jī)執(zhí)行器加性故障和乘