基于非线性分离的可倾转四旋翼LQR飞行控制研究
作者:
作者单位:

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

基金项目:

国家自然科学基金(61473144);中国南方电网有限责任公司科技项目(066600KK52170074)


LQR control of quadrotor with tiltable-rotors based on nonlinear separation strategy
Author:
Affiliation:

Fund Project:

  • 摘要
  • |
  • 图/表
  • |
  • 访问统计
  • |
  • 参考文献
  • |
  • 相似文献
  • |
  • 引证文献
  • |
  • 资源附件
  • |
  • 文章评论
    摘要:

    本文研究了一种能够独立控制位置和姿态的可倾转四旋翼飞行器,在建立了系统动力学模型的基础上,针对可倾转四旋翼飞行器系统存在的强输入非线性问题,采用了非线性分离策略,构造中间控制量,将该强非线性系统分离为线性动态环节和非线性静态环节,并仅针对线性动态环节设计了计算量小、易于硬件实现的线性二次型调节器(LQR),然后再通过反解输入非线性环节将中间控制量分配到实际的控制量——旋翼倾转角和电机转速.仿真实验结果表明,基于非线性分离策略设计的LQR飞行控制器能够实现对可倾转四旋翼稳定控制,很好地独立追踪位置和姿态期望.

    Abstract:

    We performed research on a quadrotor with tiltable-rotors,which has full controllability over the position and orientation,and established its dynamics system.To handle the system's strong nonlinearity problem,a nonlinear separation strategy was utilized to decompose the nonlinear system into a linear dynamic subsystem and a nonlinear static system by constructing intermediate control.Subsequently,linear quadratic regulator with small calculation and easy hardware implementation was designed only for linear dynamic subsystem while real control including tilting angle and motor speed was mapped from intermediate control by calculating the input nonlinear static subsystem.Simulation results illustrate that LQR flight controller based on nonlinear separation strategy not only performs well under a stable control,but also in independently tracking control of position and orientation.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

卢凯文,杨忠,许昌亮,徐浩,陆可.基于非线性分离的可倾转四旋翼LQR飞行控制研究[J].南京信息工程大学学报(自然科学版),2019,11(4):390-397
LU Kaiwen, YANG Zhong, XU Changliang, XU Hao, LU Ke. LQR control of quadrotor with tiltable-rotors based on nonlinear separation strategy[J]. Journal of Nanjing University of Information Science & Technology, 2019,11(4):390-397

复制
分享
文章指标
  • 点击次数:
  • 下载次数:
  • HTML阅读次数:
  • 引用次数:
历史
  • 收稿日期:2019-06-20
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:
  • 在线发布日期: 2019-09-03
  • 出版日期:

地址:江苏省南京市宁六路219号    邮编:210044

联系电话:025-58731025    E-mail:nxdxb@nuist.edu.cn

南京信息工程大学学报 ® 2024 版权所有  技术支持:北京勤云科技发展有限公司