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基于SO(3)的多四旋翼无人机编队协同控制
引用本文:马鸣宇,董朝阳,马思迁,王青. 基于SO(3)的多四旋翼无人机编队协同控制[J]. 控制理论与应用, 2018, 35(9): 1229-1238
作者姓名:马鸣宇  董朝阳  马思迁  王青
作者单位:北京航空航天大学航空科学与工程学院;北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院
基金项目:国家自然科学基金项目(61374012)资助.
摘    要:针对多四旋翼无人机系统的编队飞行问题,提出了基于特殊正交群SO(3)的协同控制设计方法.在给出编队空间队形和通信拓扑描述后,建立了多四旋翼无人机系统SO(3)控制模型.由于SO(3)与传统俯仰/偏航/滚转三通道模型具有不同的结构,文中进一步研究了SO(3)中无人机之间相对误差的表示方法,设计了适用于多飞行器的SO(3)控制器实现对编队和姿态的协同控制.推力控制器用于调节无人机的位置与速度,并在此基础上构造旋转矩阵形式的姿态协同指令.文中相应设计了SO(3)姿态控制器用于实现指令跟踪,最后从理论上对协同稳定性进行了分析.提出的控制方法能够使得多四旋翼无人机形成期望的队形,并且保持姿态一致进行稳定飞行.仿真结果验证了本文方法的有效性.

关 键 词:多四旋翼无人机系统   飞行编队   协同控制   SO(3)
收稿时间:2017-09-12
修稿时间:2018-05-15

Coordinated control of multiple quadrotors formation on SO(3)
MA Ming-yu,DONG Chao-yang,MA Si-qian and WANG Qing. Coordinated control of multiple quadrotors formation on SO(3)[J]. Control Theory & Applications, 2018, 35(9): 1229-1238
Authors:MA Ming-yu  DONG Chao-yang  MA Si-qian  WANG Qing
Affiliation:Beihang University,Beihang University,Beihang University,Beihang University
Abstract:
Keywords:multiple quadrotors   flight formation   coordinated control   SO(3)
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