四旋翼飛行器容錯控制研究.pdf

1、四旋翼無人飛行器具有重量輕、體積小、可垂直起降、機動性能好的特點，可執(zhí)行的任務(wù)多樣，適用于各種狹窄空間。近年來四旋翼無人飛行器受到越來越多的關(guān)注，迅速成為無人機領(lǐng)域的研究熱點。在今后社會，無論是軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域無人機都將發(fā)揮越來越重要的作用。本文主要以四旋翼無人機為研究對象，建立了四旋翼飛行器空氣動力學(xué)模型，并針對執(zhí)行器加性故障和乘性故障模型，分別設(shè)計了反步自適應(yīng)容錯控制器和自適應(yīng)滑模容錯控制器，并利用定點懸停仿真實驗證明了反步自適

2、應(yīng)容錯控制算法的有效性和自適應(yīng)滑模容錯控制器的魯棒性。本文主要的研究內(nèi)容如下:
　　一、分析了四旋翼無人機的組成結(jié)構(gòu)及飛行原理，介紹了慣性坐標(biāo)系和機體坐標(biāo)系的定義，在此基礎(chǔ)上，分析了牛頓第二定律和作用在無人機上的力和力矩，同時結(jié)合Qball-X4實驗平臺以及平臺技術(shù)參數(shù)，推導(dǎo)出了四旋翼無人機的最終數(shù)學(xué)模型。
　　二、分析了四旋翼無人機執(zhí)行器加性故障，針對此故障，設(shè)計了反步自適應(yīng)容錯控制器，以定點懸停仿真實驗驗證了反步自適應(yīng)容

3、錯控制算法的有效性。考慮到故障引發(fā)的不確定擾動，進行了魯棒性分析仿真實驗，觀察到此種執(zhí)行器加性故障容錯控制算法的抗干擾能力較弱。
　　三、分析了四旋翼無人機執(zhí)行器乘性故障，針對執(zhí)行器乘性故障，設(shè)計了反步自適應(yīng)容錯控制器，以定點懸停仿真實驗驗證了反步自適應(yīng)容錯控制算法的有效性?？紤]到故障引發(fā)的不確定擾動，進行了魯棒性分析仿真實驗，觀察到此種執(zhí)行器乘性故障容錯控制算法的抗干擾能力較弱。
　　四、針對四旋翼無人機執(zhí)行器加性故障和乘