控制理论与应用

作者：喻煌超,曹粟,彭羽凡,王祥科

单位：国防科技大学,国防科技大学,国防科技大学,国防科技大学

关键词：固定翼; 无人机; 机动飞行; 飞行控制; 对偶四元数; 位姿一体化控制

基金：湖南省青年科技人才项目(2022RC1095), 国家自然科学基金项目(61973309, U23B2032)资助.

机动飞行是无人机系统技术的重要发展方向之一. 针对机动飞行位姿一体化控制需要及固定翼无人机平台欠驱动特点, 本文提出了一种适用于固定翼无人机机动飞行的位姿同步控制方法. 首先, 利用对偶四元数紧凑、无奇异性的特点建立固定翼无人机位姿一体化模型. 然后, 提出虚拟坐标系设计方法, 将控制力矩映射到未约束的状态量. 通过引入非线性增量式反步法, 设计了无人机位姿跟踪控制律, 实现了位姿与旋量的稳定跟踪. 最后,基于Lyapunov稳定性理论开展了系统稳定性分析, 通过数值仿真与半实物仿真验证了本文方法的可行性.

来源：2023年第12期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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