[发明专利]四旋翼无人机控制系统的嵌套饱和非线性设计方法

摘要

四旋翼无人机控制系统的嵌套饱和非线性设计方法，涉及无人机控制系统的嵌套饱和非线性设计方法。为了解决目前具有执行器饱和的四旋翼无人机控制系统的控制效果不够理想的问题，本发明首先对四旋翼无人机控制系统进行状态变换，将其转化为前馈型非线性控制系统；然后分别设计俯仰通道控制系统的嵌套饱和非线性控制律τ_θ和横滚通道控制系统的嵌套饱和非线性控制律本发明适用于四旋翼无人机控制系统的全局镇定。

主权项

1.四旋翼无人机控制系统的嵌套饱和非线性设计方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：对四旋翼无人机控制系统进行状态变换，将其转化为前馈型非线性控制系统；步骤二：设计四旋翼无人机俯仰通道控制系统的嵌套饱和非线性控制律σ(·)为标准的饱和函数，σ(·)定义为x′表示σ(x′)的自变量；w4，w3，w2，w1为四旋翼俯仰通道控制系统的状态变量；λθ，ε4θ，ε3θ，ε2θ，ε1θ，rθ为满足下式的参数a和b是限定λ_θ、ε_4θ、ε_3θ、ε_2θ、ε_1θ、r_θ而选取的参数，其中u_maxθ是给定的正的常数，代表四旋翼无人机俯仰角加速度允许的最大值；参数λ_θ是待设计的正常数；步骤三：设计横滚通道控制系统的嵌套饱和非线性控制律σ(·)为标准的饱和函数；v₄，v₃，v₂，v₁为四旋翼横滚通道控制系统的状态变量；为满足下式的参数c和d是限定而选取的参数，其中c＜0.8，是给定的正的常数，代表四旋翼无人机横滚角加速度允许的最大值；参数为待设计的正常数。