基于无源性与势场法的四旋翼避障与位置控制 |
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引用本文: | 王羿,叶辉,杨晓飞.基于无源性与势场法的四旋翼避障与位置控制[J].航空学报,2023(S1):225-235. |
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作者姓名: | 王羿 叶辉 杨晓飞 |
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作者单位: | 江苏科技大学电子信息学院 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(61903163);;江苏省研究生科研创新计划(KYCX22_3823)~~; |
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摘 要: | 针对四旋翼无人机位置控制与障碍避让问题,提出了一种无源控制理论和人工势场法相结合的控制策略。将整个控制系统分解为外环位置控制器和内环姿态控制器两部分。在外环控制器设计中,采用级联系统的无源性理论,并通过选取适当的势场函数作为存储函数,解决定点跟踪过程中的避障问题。在内环控制器设计中,采用四元数描述姿态动力学方程,并基于Lyapunov函数设计内环控制律。在此基础上,进一步构造无源位置子系统和姿态子系统的互联结构,保证了整个闭环系统的稳定性。最后,通过仿真结果验证了所提出控制策略的有效性与控制性能。
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关 键 词: | 四旋翼无人机 定点跟踪 无源控制 人工势场 障碍避让 |
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