摘要
本发明公开了一种具有抗干扰能力的四旋翼无人机容错编队控制方法,包括建立无人机集群系统,并为每个无人机建立平移动力学、旋转动力学、电机动力学和执行器故障模型;设计标称编队控制器并结合高阶滑模观测器估计和补偿执行器偏差故障和外界时变扰动实现各四旋翼无人机对虚拟领航者的轨迹跟踪控制;解耦位置环和姿态环,为标称系统设计姿态控制器并结合高阶滑模观测器解决外部时变扰动对姿态环的影响实现各四旋翼无人机的姿态稳定;基于牛顿修正法计算执行器故障后各旋翼的升力系数实现在线故障诊断,根据故障后的控制效能矩阵计算每个电机的转速实现执行器故障后的四旋翼无人机安全可靠编队控制。提高了四旋翼无人集群飞行时的稳定性和安全性。
技术关键词
四旋翼无人机
偏差故障
执行器
高阶滑模观测器
虚拟领航者
鲁棒控制器
失效故障
编队控制方法
编队控制器
无人机集群系统
姿态控制器
在线故障诊断
子系统
坐标系
升力
矩阵