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飞行力学2025年第03期:复杂风场下基于扭量的无人机位姿一体化建模与控制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:周嘉星;陈榆豪;陈祥;李青;邓逸凡;陈炜;

单位:厦门理工学院电气工程与自动化学院;厦门市高端电力装备及智能控制重点实验室;上海卫星工程研究所;清华大学航天航空学院;西安交通大学电子与信息学部;

摘要:复杂风干扰对无人机平动、转动双通道的耦合作用导致无人机的运动描述复杂,控制器设计难度增大。首先,建立了5种风叠加设计的模拟风场模型,并转化为扭量形式下位姿一体描述的风扰精确模型。然后,采用扭量描述复杂风场下的无人机平移和旋转运动,建立扭量形式下的无人机位姿一体化模型。最后,设计基于扭量的PD控制器实现飞行控制。仿真结果证明,基于扭量的位姿一体化的建模与控制能够有效抑制复杂风场扰动对无人机的影响,保证系统的控制效率和稳定性。

关键词:四旋翼无人机;;风场扰动;;扭量;;位姿一体化控制

基金资助:国家自然科学基金青年科学基金项目(52305117);国家自然科学基金资助(52075446);; 福建省自然科学基金资助(2022J05286);; 厦门市科技计划资助项目(3502Z20227072);; 厦门理工学院研究生创新启动基金(YKJCX2023135)