控制理论与应用

作者：陈彦杰,占巍巍,张振国,何炳蔚,王耀南

单位：福州大学机械工程及自动化学院,福州大学机械工程及自动化学院,福州大学机械工程及自动化学院,福州大学机械工程及自动化学院,湖南大学电气与信息工程学院

关键词：作业型飞行机器人; 重心偏移; 滑模控制; 自适应反演控制; 小脑神经网络;

基金：国家自然科学基金,省自然科学基金,其它

作业型飞行机器人是指能够对环境施加主动影响的飞行机器人, 它通常由旋翼飞行器与机械臂组合而成.本文针对作业型飞行机器人在动态飞行抓取后, 重心位置变化产生的系统控制难题, 设计了有效的跟踪控制策略.首先, 在系统建模时引入重心偏移系统参数和重心偏移控制参数, 并考虑惯性张量不为常数, 提高了系统建模的精度.然后, 在姿态解算时, 考虑重心偏移对系统性能的影响, 构建包含重心偏移系统参数的解算方法, 得到更高精度的期望翻滚角和期望俯仰角.接着, 设计了基于滑模控制的重心偏移补偿位置控制器, 实现了有效的位置跟踪控制.同时, 在姿态反演控制器的基础上, 加入自适应律估计重心偏移控制参数和变化的惯性张量, 再通过小脑神经网络逼近惯性张量的真实值, 提高姿态控制器的精度.最后, 给出了所设计控制器的稳定性证明, 并在仿真环境下验证了所提出的方法的有效性和优越性.

来源：2020年第10期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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