林　峰，王晓晓，曲晓光

(沈阳航空航天大学 自动化学院，沈阳 110136)



无人机两轴云台建模及其自适应容错控制

林峰，王晓晓，曲晓光

(沈阳航空航天大学 自动化学院，沈阳 110136)

摘要：根据两轴云台框架的运动学和动力学特性推导出它的动力学方程，通过对其进行简化并在平衡点线性化，得到适用于容错控制器设计的数学模型；采用自适应容错控制方法设计两轴框架云台容错控制器，该算法能够实时估计执行器故障，自适应率可进行自动更新用以补偿故障对系统造成的影响。该控制器的闭环扰动容许能力比传统的固定增益控制器的闭环扰动容许能力高，特别是在执行器饱和且有故障的状态下。该算法以线性矩阵不等式的形式得出，利用MATLAB的LMI工具箱计算仿真得出结果。结果表明该容错控制器算法的扰动容许能力强，能够满足无人机载系统稳定安全控制的需要。

关键词：两轴云台；建模；线性矩阵不等式；自适应控制；饱和及故障

无人机云台机载稳定系统在无人机低空遥感技术中发挥着重要的作用，该系统必须消除机载扰动影响和执行器故障等问题才能获得高质量的低空遥感图像，对系统的容错和抗干扰能力有较高的要求。目前国内外对于机载云台的建模和稳定控制得到了较完善的研究，目前已有很多方案。例如，经典控制方法、现代控制方法、智能控制方法[1]。总体来看这些方法都是针对云台的正常工作时的优化稳定，但是机载云台系统对于容错和抗干扰性能的要求却没有得到深入的研究发展。……