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西北工业大学明德学院本科毕业设计论文

毕业设计（论文）外文文献翻译

题目：四旋翼无人机位置和姿态跟踪控制

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西北工业大学明德学院本科毕业设计论文

四旋翼无人机位置和姿态跟踪控制

摘要:一个综合控制方法是提出要执行的位置和姿态跟踪小型四旋翼的动力学

模型无人机（UAV），那里的动力学模型是欠驱动控制，高度耦合非线性的。首先，

动力学模型分为全面启动子系统和欠驱动子系统；其次，全面启动子系统的控制

器通过一种新的强大的终端滑模控制（台积电）的算法，这是用来保证所有状态

变量在短时间内收敛到自己想要的值，收敛时间是如此之小，状态变量担任时间

不变量的欠驱动子系统，另外，在欠驱动子系统的控制器通过滑模控制（SMC）

设计。此外，该子系统的稳定性都证明了Lyapunov理论；最后，为了证明所提

出的控制方法的鲁棒性，空气动力学的力和力矩，并作为外部扰动空气阻力考虑

在内，得到的仿真结果表明，合成控制方法的立场和态度方面都有不错的表现当

遇到外部干扰跟踪。

关键词：四旋翼无人机，欠驱动，新颖的鲁棒台积电，SMC，综合控制

1.介绍

四旋翼无人飞行器（UAV）正被用于一些典型的任务，如有哪些信誉好的足球投注网站和救援任务，

监督，检查，测绘，航空摄影和法律的强制执行。

考虑到旋翼的动力学模型是一个欠驱动，高度耦合的和非线性的系统，很多

控制策略，已经开发了一类相似的系统。其中，滑模控制，这已引起研究人员的

瞩目，一直是一个有用的和有效的控制算法，处理系统具有较大不确定性，随时

间变化的特性，非线性和有界外部干扰。该方法是基于定义指数稳定的滑动面

作为机能缺失跟踪误差sandusing李亚普诺夫理论的，保证所有的状态轨迹在

有限时间到达这些表面，另外，这些表面是渐近稳定，状态轨迹滑动沿着这些表

面，直到他们到达原点。但是，为了获得快速跟踪误差收敛，期望的极点必须远

离原点选择上的左半部分s平面，同时，这将反过来增加了控制器的增益，这是

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不可取的考虑，在实际系统中的致动器饱和。

与非取代了传统的线性滑动面线性终端滑动面，更快的跟踪误差收敛是获得

通过终端滑模控制，终端的滑动模式已被证明是有效的，用于提供更快收敛比围

绕平衡点的线性超平面型滑模。台积电提出了不确定动态系统与纯料回分钟。一

个鲁棒自适应台积电技术被用于正刚性连接的机械手具有不确定动态发展。一个

全球性的非奇异台积电刚性机械臂正在呈现。机器人系统的有限时间控制是通过

两个状态反馈和动态输出反馈控制研究。使用终端的滑动模式的一种新形式的刚

性机械手的连续有限时间控制方案被建议。为了实现有限时间跟踪控制中的转子

位置的非线性推力主动磁轴承系统的轴向，强劲的非奇异台积电被赋予。然而，

传统的台积方法不是最好的收敛时间，主要的原因是非线性滑模的收敛速度比时

的状态变量是接近平衡点的线性滑动模式慢。使用增强功能的滑动一个新的计

划，台积电开发超平面对跟踪误差收敛到零的有限时间，提出了不确定性的单输

入和单输出（SISO）非线性系统具有未知外部干扰的保证。在大多数现有的研究

成果，在不确定的外部干扰都没有考虑这些非线性系统。为了进一步展示的新颖

TSMC的鲁棒性，外部干扰被认为是进入非线性系统和被施加到所述控制器的设

计。

图1四旋翼无人机

在这项工作中，我们结合两部分组成控制，对于高精度的新颖的鲁棒台积电

组件在完全致动子系统的跟踪性能以及一个SMC组件处理在欠驱动子系统的外

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部干扰。

尽管许多经典，高阶和SMC扩展策略，已经开发了飞行控制器设计的四旋翼

无人机，在报纸上这些策略被用来决定一个必要补偿外部干扰，此外，其他的控

制方法，如比例-积分-微分（PID）控制，回步平控制，开关模型预测姿态控制

等等。已经提出了用于在飞行控制器的设计，上述控制策略，已经提出了