公开(公告)号：CN116483124A

公开(公告)日：2023-07-25

申请号：CN202310456425.2

申请日：2023-04-25

Applicant: 湖南大学

Inventor： 缪志强 ,  胡扬 ,  王耀南 ,  林琼 ,  占巍巍 ,  杨添壹 ,  王思飞

IPC: G05D1/10

Abstract: 本发明公开了一种无线速度测量抗干扰的四旋翼无人机编队控制方法，包括在三维空间中构建一个由多个四旋翼无人机组成的无人集群系统，并利用牛顿‑欧拉方程为每个四旋翼无人机建立带外界扰动和质量变化的动力学模型；设计位置环几何控制器实现各四旋翼无人机对虚拟领航者的轨迹跟踪并结合L1自适应控制方法抵抗平动运动学的外界扰动和四旋翼无人机的质量变化；引入高阶微分器消除每个四旋翼无人机编队控制中对线速度测量的需求，并利用微分器估计出中间控制变量ui的一阶导和二阶导；采用旋转矩阵表示四旋翼无人机的姿态，在李代数空间上设计几何姿态控制器实现对虚拟领航者的姿态跟踪并引入L1自适应控制方法抵抗旋转运动学的外界扰动。

公开(公告)号：CN119088082B

公开(公告)日：2025-02-07

申请号：CN202411578989.4

申请日：2024-11-07

Applicant: 湖南大学

Inventor： 缪志强 ,  胡扬 ,  王耀南 ,  林琼 ,  占巍巍 ,  张辉

IPC: G05D1/695 ,  G05D109/20

Abstract: 本发明公开了一种具有抗干扰能力的四旋翼无人机容错编队控制方法，包括建立无人机集群系统，并为每个无人机建立平移动力学、旋转动力学、电机动力学和执行器故障模型；设计标称编队控制器并结合高阶滑模观测器估计和补偿执行器偏差故障和外界时变扰动实现各四旋翼无人机对虚拟领航者的轨迹跟踪控制；解耦位置环和姿态环，为标称系统设计姿态控制器并结合高阶滑模观测器解决外部时变扰动对姿态环的影响实现各四旋翼无人机的姿态稳定；基于牛顿修正法计算执行器故障后各旋翼的升力系数实现在线故障诊断，根据故障后的控制效能矩阵计算每个电机的转速实现执行器故障后的四旋翼无人机安全可靠编队控制。提高了四旋翼无人集群飞行时的稳定性和安全性。

公开(公告)号：CN119088082A

公开(公告)日：2024-12-06

申请号：CN202411578989.4

申请日：2024-11-07

Applicant: 湖南大学

Inventor： 缪志强 ,  胡扬 ,  王耀南 ,  林琼 ,  占巍巍 ,  张辉

IPC: G05D1/695 ,  G05D109/20

Abstract: 本发明公开了一种具有抗干扰能力的四旋翼无人机容错编队控制方法，包括建立无人机集群系统，并为每个无人机建立平移动力学、旋转动力学、电机动力学和执行器故障模型；设计标称编队控制器并结合高阶滑模观测器估计和补偿执行器偏差故障和外界时变扰动实现各四旋翼无人机对虚拟领航者的轨迹跟踪控制；解耦位置环和姿态环，为标称系统设计姿态控制器并结合高阶滑模观测器解决外部时变扰动对姿态环的影响实现各四旋翼无人机的姿态稳定；基于牛顿修正法计算执行器故障后各旋翼的升力系数实现在线故障诊断，根据故障后的控制效能矩阵计算每个电机的转速实现执行器故障后的四旋翼无人机安全可靠编队控制。提高了四旋翼无人集群飞行时的稳定性和安全性。

公开(公告)号：CN116483105A

公开(公告)日：2023-07-25

申请号：CN202310459082.5

申请日：2023-04-25

Applicant: 湖南大学

Inventor： 缪志强 ,  杨添壹 ,  王耀南 ,  林琼 ,  胡扬 ,  占巍巍 ,  王思飞

IPC: G05D1/08 ,  G05D1/10

Abstract: 本发明公开了一种欠驱动型四旋翼无人机虚拟围栏安全控制方法，包括根据欠驱动型四旋翼无人机结构特性建立刚体动力学模型；利用李理论定义欠驱动型四旋翼无人机状态量和控制量的误差表达式；根据欠驱动型四旋翼无人机状态量和控制量的误差表达式推导出欠驱动型四旋翼无人机的误差状态动力学方程；根据欠驱动型四旋翼无人机的误差状态动力学方程，设计基于线性二次调节器的轨迹追踪控制器；设计基于指数障碍函数的二次规划安全滤波器，对轨迹追踪控制器的输出进行安全滤波，以保证欠驱动型四旋翼无人机在类似虚拟围栏的安全区域内飞行。反应速度快、简化系统调优参数且轨迹跟踪性能好。