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基于切换系统的六旋翼无人机容错控制

王思明  王天昱  王翼虎  尹路  
【摘要】:针对六旋翼无人机飞行过程中的控制问题,通过对姿态角解耦,设计了飞行器在正常飞行下的基于滑模变结构控制的位置控制器和姿态控制器,并用李雅普诺夫稳定性理论分析了闭环系统的稳定性。针对六旋翼执行器单翼损坏故障情况,采用了一种牺牲偏航控制的反步法设计故障状态控制器,以实现悬停和简单的轨迹跟踪。根据常见的执行器故障情况,将飞行器控制系统按照其工作状态分为正常飞行和单翼损坏两个子系统,同时结合滑模观测器对故障信息矩阵进行估计,利用切换控制算法设计了基于切换系统的六旋翼执行器故障容错控制器。仿真分析表明,设计的容错控制系统具有较好的控制性能和鲁棒性,能有效降低执行器单翼损坏故障对飞行的影响。

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