变质心共轴双旋翼无人机建模与反步滑模控制

V249.1; 针对共轴双旋翼无人机旋翼组件过于复杂,导致旋翼控制系统可靠性较低的问题,提出了一种依靠三轨变质心机构进行姿态控制的方案.推导了三轨变质心共轴双旋翼的运动模型和空气动力学模型,并分析了不同滑块所处位置和质量占比情况下变质心无人机动力学特性.建立变质心无人机姿态控制系统的状态方程,针对系统中的非线性和不确定性,设计了基于反步滑模控制的姿态控制器.仿真实验表明,所设计的控制器能够在含有外部扰动的工况下有效完成姿态跟踪任务,具备较好的抗干扰能力....

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Published in南京航空航天大学学报 Vol. 54; no. 6; pp. 1056 - 1064
Main Authors 吉思臣, 王司令, 阎坤, 任海鹏, 周洋
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西安工业大学电子信息工程学院,西安 710021%西安现代控制技术研究所,西安 710065 01.12.2022
Subjects
共轴双旋翼无人机
变质心控制
旋翼气动模型
非线性系统
反步滑模控制
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ISSN1005-2615
DOI10.16356/j.1005-2615.2022.06.007

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Summary:V249.1; 针对共轴双旋翼无人机旋翼组件过于复杂,导致旋翼控制系统可靠性较低的问题,提出了一种依靠三轨变质心机构进行姿态控制的方案.推导了三轨变质心共轴双旋翼的运动模型和空气动力学模型,并分析了不同滑块所处位置和质量占比情况下变质心无人机动力学特性.建立变质心无人机姿态控制系统的状态方程,针对系统中的非线性和不确定性,设计了基于反步滑模控制的姿态控制器.仿真实验表明,所设计的控制器能够在含有外部扰动的工况下有效完成姿态跟踪任务,具备较好的抗干扰能力.
ISSN:1005-2615
DOI:10.16356/j.1005-2615.2022.06.007