欠驱动四旋翼无人机的机动性问题

迂翔; 吴昭景

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欠驱动四旋翼无人机的机动性问题

首发时间：2023-01-05

迂翔 ¹ 吴昭景 ¹
吴昭景(wuzhaojing00@188.com) (1970—), 男, 教授, 博士, 从事主要研究方向为非线性控制、自适应控制、随机稳定性分析、随机耗散系统、随机哈密顿系统和随机切换系统等研究

1、烟台大学数学与信息科学学院，烟台　264005

摘要：本文研究了欠驱动四旋翼无人机关于轨迹跟踪的机动性问题。首先，根据飞行动力学和空气动力学原理，建立四旋翼无人机三维数学模型；其次，考虑到四旋翼无人机系统欠驱动的特性，我们将控制系统分为外环位置控制子系统与内环姿态控制子系统，结合backstepping方法，设计状态反馈内外环控制器，使得闭环系统是指数稳定的，同时解决了无人机的机动问题；最后通过仿真实验验证了所设计的控制器的合理性。

关键词：四旋翼无人机路径跟踪控制器机动性

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Maneuverability problem of under-actuated quadrotor UAV

YU Xiang ¹ WU Zhaojing ¹
吴昭景(wuzhaojing00@188.com) (1970—), 男, 教授, 博士, 从事主要研究方向为非线性控制、自适应控制、随机稳定性分析、随机耗散系统、随机哈密顿系统和随机切换系统等研究

1、Department of math, University of Yantai University, Yantai 264005

Abstract：In this paper, the maneuverability of UAV for trajectory tracking is studied. Firstly, according to the flight dynamics and aerodynamics principle, the three-dimensional mathematical model of the UAV is established. Secondly, considering the under-actuated characteristics of the UAV system, we divided the control system into the outer loop position control subsystem and the inner loop attitude control subsystem. Combined with the backstepping method, we designed the state feedback inner and outer loop controller, which made the losed-loop system is exponentially stable and solved the maneuverability problem of the UAV at the same time. Finally, the retionality of the designed controller is verified by simulation experiment

Keywords： UAV Path tracking controller maneuvering

基金：

1. 国家自然基金项目（62073275）

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迂翔，吴昭景. 欠驱动四旋翼无人机的机动性问题[EB/OL]. 北京：中国科技论文在线 [2023-01-05]. http://www.domainhosting4less.com/releasepaper/content/202301-14.

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论文编号	202301-14
论文题目	欠驱动四旋翼无人机的机动性问题
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