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基于非線性分離的可傾轉(zhuǎn)四旋翼LQR飛行控制研究
關(guān)鍵詞：四旋翼飛行器 可傾轉(zhuǎn)旋翼 非線性分離 線性二次型調(diào)節(jié)器
摘要：本文研究了一種能夠獨(dú)立控制位置和姿態(tài)的可傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器,在建立了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型的基礎(chǔ)上,針對可傾轉(zhuǎn)四旋翼飛行器系統(tǒng)存在的強(qiáng)輸入非線性問題,采用了非線性分離策略,構(gòu)造中間控制量,將該強(qiáng)非線性系統(tǒng)分離為線性動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)和非線性靜態(tài)環(huán)節(jié),并僅針對線性動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了計(jì)算量小、易于硬件實(shí)現(xiàn)的線性二次型調(diào)節(jié)器(LQR),然后再通過反解輸入非線性環(huán)節(jié)將中間控制量分配到實(shí)際的控制量——旋翼傾轉(zhuǎn)角和電機(jī)轉(zhuǎn)速.仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,基于非線性分離策略設(shè)計(jì)的LQR飛行控制器能夠?qū)崿F(xiàn)對可傾轉(zhuǎn)四旋翼穩(wěn)定控制,很好地獨(dú)立追蹤位置和姿態(tài)期望.
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