一种考虑执行器受限问题的刚体飞行器非奇异固定时间姿态镇定方法

    公开(公告)号:CN109144088A

    公开(公告)日:2019-01-04

    申请号:CN201811137006.8

    申请日:2018-09-28

    IPC分类号: G05D1/08

    CPC分类号: G05D1/0825

    摘要: 一种考虑执行器受限问题的刚体飞行器非奇异固定时间姿态镇定方法,针对具有集中不确定性的刚性飞行器姿态镇定问题,设计了非奇异固定时间滑模面,不仅保证了状态的固定时间收敛,而且解决了奇异值问题;引入神经网络逼近总不确定的函数,设计了自适应神经网络控制器。本发明在外界干扰,转动惯量不确定,执行器饱和和故障的因素下,实现飞行器系统状态的固定时间一致最终有界的控制。

    基于相对速度障碍的集群无人机避碰方法

    公开(公告)号:CN108958289A

    公开(公告)日:2018-12-07

    申请号:CN201810849450.6

    申请日:2018-07-28

    申请人: 天津大学

    IPC分类号: G05D1/10 G05D1/08 G05B13/04

    摘要: 本发明涉及无人机飞行器避碰技术领域,为实现无人机编队在任务过程中,保证编队内部不发生碰撞,并且在避碰之后能够回到先前的预定航路上。本发明提出的策略,通过建立四旋翼无人机轨迹姿态模型、设计协同控制策略及集群无人机避碰算法,实现集群无人机从初始位置到目标位置的安全飞行。为此,本发明采用的技术方案是,基于相对速度障碍的集群无人机避碰方法,步骤如下:第一部分,基于牛顿–欧拉方程的四旋翼无人机轨迹姿态模型建立;第二部分,分布式串级比例积分PID控制器设计;第三部分,集群无人机避碰算法设计:对控制器产生的期望速度进行优化,根据邻机的位置和速度产生新的避碰期望速度。本发明主要应用于无人机控制场合。

    用于倾转式三旋翼无人机位置控制的鲁棒控制方法

    公开(公告)号:CN108445895A

    公开(公告)日:2018-08-24

    申请号:CN201810113891.X

    申请日:2018-02-05

    申请人: 天津大学

    发明人: 鲜斌 金鑫 张旭

    IPC分类号: G05D1/08 G05D1/10

    CPC分类号: G05D1/0825 G05D1/101

    摘要: 本发明涉及倾转式三旋翼无人机位置的非线性控制,为提出针对倾转式三旋翼无人机的内外环控制策略问题,设计一类倾转式三旋翼无人机位置子系统与姿态子系统的控制器,为此,本发明用于倾转式三旋翼无人机位置控制的鲁棒控制方法,步骤如下:1)建立倾转式三旋翼无人机相关的坐标系:2)建立倾转式旋翼无人机位置和姿态的动力学模型:3)设计非线性控制器a)位置子系统控制器设计b)姿态子系统控制器设计。本发明主要应用于三旋翼无人机位置的非线性控制场合。

    基于terminal型模糊滑模的蝶形飞行器姿态角稳定跟踪方法

    公开(公告)号:CN106681351A

    公开(公告)日:2017-05-17

    申请号:CN201710171258.1

    申请日:2017-03-21

    IPC分类号: G05D1/08 G05B13/04

    摘要: 本发明公开了基于terminal型模糊滑模的蝶形飞行器姿态角稳定跟踪方法,对蝶形飞行器的俯仰姿态角与角速度进行测量,与期望的俯仰角信号进行反馈与比较得到误差信号,其次通过误差信号与姿态角速度信号构造一类terminal型滑模面,然后针对误差信号与滑模面,分别设计等效控制量与模糊滑模控制量。建立模糊系统,按照误差越大控制量越大控制增益越大的原则建立模糊规则库与规则矩阵,最后采用反模糊化方法解算出滑模控制的增益,代入模糊滑模控制量后与等效控制复合组成最终的总控制量,最后按同时到达饱和方法进行喷气与质量矩控制的控制律分配,实现对给定姿态角信号的快速跟踪,保证蝶形飞行器俯仰通道飞行控制的稳定性。

    一种单轴机动航天器的输入成型控制方法

    公开(公告)号:CN106444815A

    公开(公告)日:2017-02-22

    申请号:CN201610976806.3

    申请日:2016-11-07

    IPC分类号: G05D1/08

    CPC分类号: G05D1/0825

    摘要: 本发明涉及一种单轴机动航天器的输入成型控制方法,包含:S1、根据含有挠性附件的航天器的任务要求,规划该航天器的姿态以及姿态角速度运动路径,建立该航天器姿态运动的状态方程;S2、应用简化的系统特征矩阵来近似计算航天器挠性附件对应的特征值,并计算挠性附件的等效振动频率;S3、计算出输入成型器的共轭特征值,求取输入成型器的参数,完成输入成型器的设计;S4、在航天器的控制器中加入角加速度反馈项,补偿姿态运动状态方程因简化所引起的残余振动。本发明适用于绕欧拉轴单轴机动的航天器,通过简化系统特征矩阵来实现非线性系统方程的求解问题,通过角加速度补偿来消除系统特征矩阵因简化所带来的残余振动。

    一种基于T-S模糊模型的四旋翼姿态控制方法

    公开(公告)号:CN106444813A

    公开(公告)日:2017-02-22

    申请号:CN201610953789.1

    申请日:2016-10-26

    发明人: 张洪斌

    IPC分类号: G05D1/08

    CPC分类号: G05D1/0825

    摘要: 本发明公开了一种基于T-S模糊模型的四旋翼姿态控制方法,通过简化后的姿态动力学方程推导出T-S模糊模型,利用并行分步补偿技术设计了模糊状态反馈控制器,在补偿简化模型与实际模型之间偏差的同时,实现对四旋翼无人机姿态角度的稳定控制。本发明对于四旋翼无人机姿态动力系统这样了个强非线性性,强耦合的模型,提出了一个更加合理的简化模型,只对滚转角做小角度假设推导出来的简化模型在精确度上会比对滚转角和俯仰角同时做小角度假设得到的模型会高,可以尽可能的减小设计控制器时的模型偏差,整个控制结构比较简单、计算效率高、收敛速度快。

    一种在轨加注航天器姿态控制方法

    公开(公告)号:CN105955284A

    公开(公告)日:2016-09-21

    申请号:CN201610373688.7

    申请日:2016-05-30

    IPC分类号: G05D1/08

    CPC分类号: G05D1/0825

    摘要: 本发明提供了一种在轨加注航天器姿态控制方法,先由给定的目标姿态和实际姿态计算误差量,然后计算辅助变量和选取趋近律,引入惯量自适应律和控制增益自适应律,构建自适应滑模姿态控制律;为有效抑制滑模控制的抖振,以滑动模态的绝对值及其一阶微分为模糊调节器输入,以滑模边界层厚度为模糊调节器输出,构建具有模糊边界层的自适应滑模姿态控制律,通过模糊调节器在线调节滑模边界层厚度。由该方法控制的闭环系统能够将实际姿态稳定调节至目标姿态,对转动惯量时变效应和外扰动具有良好的鲁棒性和控制精度。为在轨加注航天器姿态控制的工程实现提供了有效手段。