| 小型四旋翼无人机双闭环轨迹跟踪与控制 |
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| 引用本文： | 许璟,蔡晨晓,李勇奇,邹云. 小型四旋翼无人机双闭环轨迹跟踪与控制[J]. 控制理论与应用, 2015, 32(10): 1335-1342 |
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| 作者姓名： | 许璟 蔡晨晓 李勇奇 邹云 |
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| 作者单位： | 南京理工大学自动化学院,南京理工大学自动化学院,南京理工大学自动化学院,南京理工大学自动化学院 |
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| 基金项目： | 中央高校基本科研业务费专项资金(30920140112005, 30915011105, 30915011104)资助 |
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| 摘 要： | 近年来, 无人飞行器控制繁荣发展对控制精度与品质要求日益增高. 为了应对这一挑战, 本文基于奇异摄动的思想设计了四旋翼无人机非线性轨迹跟踪控制器. 首先, 基于牛顿欧拉定律建立了四旋翼无人飞行器非线性奇异摄动形式的数学模型. 然后, 引入奇异摄动理论, 通过时间尺度分解的方法将系统解耦成内环快子系统和外环慢子系统. 再者, 根据非线性动态逆的思想分别建立快、慢伪线性子系统, 并基于此分别设计外环轨迹跟踪、内环稳定子控制器, 综合子控制器生成应用于原系统的全阶控制器以兼顾跟踪精度和鲁棒特性. 针对内环快系统, 采用线性二次调节控制器以实现稳定快速地控制飞行器旋转动态; 针对外环慢系统, 运用经典的比例–微分–积分控制器以跟踪所给定的轨迹. 最后给出了仿真实例说明本文结论的有效性.
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| 关 键 词： | 无人飞行器 仿真器 非线性控制 奇异摄动思想 比例–微分–积分控制器 线性二次调节控制器 |
| 收稿时间： | 2015-05-15 |
| 修稿时间： | 2015-07-11 |
Dual-loop path tracking and control for quad-rotor miniature unmanned aerial vehicles |
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| XU Jing,Cai Chen-xiao,LI Yong-qi and Zou yun. Dual-loop path tracking and control for quad-rotor miniature unmanned aerial vehicles[J]. Control Theory & Applications, 2015, 32(10): 1335-1342 |
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| Authors: | XU Jing Cai Chen-xiao LI Yong-qi Zou yun |
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| Affiliation: | Nanjing University of Technology and Engineering,Nanjing University of Technology and Engineering,Nanjing University of Technology and Engineering,Nanjing University of Technology and Engineering |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | unmanned aerial vehicles simulators nonlinear control singular perturbation proportional integral derivative control linear quadratic regular control |
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