民用无人机姿态稳定与航迹跟踪控制策略研究
2018-05-07冯军红俆开俊林娜
西北工业大学学报 2018年2期
冯军红, 俆开俊, 林娜
(中国民航飞行学院 飞行技术学院, 四川 广汉 618307)
近年来,国内外民用无人机产业蓬勃发展,给各行业带来了巨大的效率提升,其最大的特点和活力就是功能载荷的多样化[1-3],市场研发的关注点也在于此。然而,民用无人机功能载荷多变,例如不同功能载荷的替换/挂载,货运无人机货箱装卸/投放等,其内外部参数的变化和复杂的应用环境给民用无人机操纵性能和航迹跟踪能力带来了不小的挑战[4]。
针对无人机飞行稳定控制和航迹跟踪问题,众多学者从不同角度开展了富有成果的研究。王大伟等人[5]针对四旋翼欠驱动、强耦合非线性系统航迹跟踪问题,提出了一种滑模航迹跟踪控制策略,其姿态和位置控制具有良好的效果。陈鹏等人[6]结合PID控制法与智能模糊控制算法,设计了一种自适应模糊PID无人机姿态控制器,提高了无人机抗干扰性能。杨雨婷等人[7]为解决民用无人机飞控系统的高可靠性、实时性等要求,将AADL语言应用于民用无人机飞控系统建模与分析中,减小了后期系统发生错误的概率。吕海龙[8]根据单向辅助面滑模控制方法,设计了系统内外回路的姿态控制器,保证了无人机机动飞行过程的安全性与稳定性。杨恩泉等人[9]对无人机机动飞行航迹跟踪系统的内环采用非线性动态逆方法,外环采用逆动力学前馈加模糊反馈的控制结构,提高了飞行航迹的跟踪精度。上述研究提出的控制方法都取得了较好的控制效果,但是针对载机自身参数变化和外部干扰所带来的被控模型变化问题考虑不足,当载荷多变或外界干不确定性因素叠加时仍将导致跟踪误差增大。……
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