欠驱动四旋翼飞行器反演模糊自适应控制 -- 西北工业大学学报,2015,33(3):495-499
论文:2015,Vol:33,Issue(3):495-499
引用本文:
杨立本, 章卫国, 黄得刚, 车军. 欠驱动四旋翼飞行器反演模糊自适应控制[J]. 西北工业大学学报
Yang Liben, Zhang Weiguo, Huang Degang, Che Jun. Adaptive Fuzzy Backstepping Control for Underactuated Quadrotor UAV[J]. Northwestern polytechnical university

欠驱动四旋翼飞行器反演模糊自适应控制
杨立本1, 章卫国1, 黄得刚1, 车军2
1. 西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710072;
2. 飞行器控制一体化技术重点实验室 中航工业自控所, 陕西 西安 710065
摘要:
针对欠驱动四旋翼飞行器的结构特性,提出一种自适应模糊反演欠驱动控制算法,该算法可以克服传统反演控制中存在的问题,如欠驱动控制律过于复杂,抗干扰能力弱及系统建模误差对跟踪性能影响较大等弱点,该算法利用自适应模糊系统逼近系统中的非线性函数及扰动项,并利用模糊系统来构造系统的虚拟控制量,从而实现对欠驱动四旋翼飞行器的高精度控制,并以欠驱动四旋翼飞行器的自由度x为例,详细论述了自适应模糊系统的设计过程,并对算法的收敛性做了分析,仿真结果表明,该算法具有很强的抗干扰性,并且达到了理想的控制精度。
关键词:    执行器    自适应控制系统    算法    飞行器    角速度    反步    计算机仿真    控制器设计    误差    模糊控制    干扰抑制    李雅普诺夫方程    数学模型    鲁棒性(控制系统)    示意图    稳定性    无人机    自适应模糊系统    抗干扰    建模误差    欠驱动飞行器   
Adaptive Fuzzy Backstepping Control for Underactuated Quadrotor UAV
Yang Liben1, Zhang Weiguo1, Huang Degang1, Che Jun2
1. Department of Automatic Control, Northwestern Polytechnical University, Xi'an 710072, China;
2. Science and Technology on Aircraft Control Laboratory, FACRI, Xi'an 710065, China
Abstract:
This paper introduces an adaptive fuzzy backstepping control strategy for underactuated quadrotor UAV. The strategy can overcome some shortcomings of traditional backstepping control method, such as the underactuated control law is too complex, tracking performance is sensitive to modeling errors and weak anti-interference ability etc. In order to achieve high precision control of the underactuated quadrotor UAV, the algorithm uses the adaptive fuzzy system to estimate the nonlinear function and the interference and to use the fuzzy system to structure virtual control law of the system. Taking the x axis of the underactuated quadrotor UAV as an example, we discuss in detail the design procedure of control law. The controller's stability is analyzed. The simulation results and their analysis show preliminarily that the proposed approach can guarantee the control accuracy and has a strong robustness.
Key words:    actuators    adaptive control systems    algorithms    aircraft    angular velocity    backstepping    computer simulation    controllers    design    errors    fuzzy control    interference suppression    Lyapunov functions    mathematical models    robustness(control systems)    schematic diagrams    stability    unmanned aerial vehicles(UAV)    adaptive fuzzy system    anti-interference    modeling error    underactuated aircraft   
收稿日期: 2014-10-30     修回日期:
DOI:
基金项目: 国家自然科学基金(61374032)与航空科学基金(20140753012)资助
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作者简介: 杨立本(1982—),西北工业大学博士研究生,主要从事无人机自主控制及智能控制的研究。
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