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申请/专利权人：南京航空航天大学
摘要：本发明公开了一种固定翼无人机容错避障控制方法，涉及无人机技术领域。该方法首先对传统的人工势场法进行改进，解决了传统人工势场法中存在的目标不可达以及局部最小值问题，然后将固定翼无人机的动力学模型转化为仿射形式，考虑发生推力故障的情形，建立固定翼无人机执行器故障模型。之后，通过设计扰动观测器对故障模型中的集总不确定项进行估计。最后，基于改进非奇异终端滑模方法推演设计得到容错控制器。利用设计的改进非奇异终端滑模容错控制器精确跟踪规划路径，达到避障和容错目的。本发明用于固定翼无人机的避障以及存在未知外部扰动下推力发生故障时的容错控制。
主权项：1.一种固定翼无人机容错避障控制方法，其特征在于，所述控制方法包含以下过程：S1建立固定翼无人机动力学模型，设定控制输入量；S2建立执行器故障模型；S3将障碍物设定为球体，根据障碍物半径以及无人机的机翼长度得到无人机与障碍物的碰撞范围；再结合障碍物的坐标以及影响半径得到人工势场法中斥力场；采用引入逃逸力Fe来解决局部最小值的问题，得到无人机行进方向中障碍物间的最小距离；S4设计非线性扰动观测器对障碍物集总不确定项进行估计，引用估计值并结合改进的非奇异终端滑模方法推演设计容错控制器；所述S4具体为：在故障模型中集总不确定项未知的情况下，设计非线性扰动观测器对不确定项FPf,t进行估计，然后引用估计值并结合改进的非奇异终端滑模方法推演设计容错控制器；设计辅助变量其中υ为辅助子系统，定义如下： 其中，α1,α2,α3,α4＞0，0＜λ1＜1，λ2＞1为待设计的观测器参数；集总不确定项F的估计值为： 设定轨迹规划所给出的期望路径为定义跟踪误差则改进的非奇异终端滑模面定义如下： 其中，0＜τ＜1，p和q为奇数且满足1＜qp＜2q为待设计的参数，Pf0为系统的初始状态；Pf为外环位置矢量；设计基于改进非奇异终端滑模的容错控制器为： 其中，k1＞0,k2＞0为待设计的控制器参数；S5根据得到的控制输入量，返回到固定翼无人机故障模型，对推力损失情况下的固定翼无人机进行容错控制并对期望轨迹进行跟踪。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 南京航空航天大学 一种固定翼无人机容错避障控制方法
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