一种可倾斜六旋翼无人机容错控制方法

常规六旋翼无人机在单个旋翼完全失效后,存在姿态与高度不完全可控的情况,此时采取降级控制策略会使无人机失去静态悬停能力.针对此问题,本文提出了一种可倾斜旋翼的容错控制方法,在经典旋翼结构布局的基础之上,将其中一个旋翼设计成可倾斜结构,通过倾斜角度的改变与控制分配重构,无人机在任意单个旋翼完全失效后均能保持力与力矩的平衡.利用线性规划方法得到无人机的可达力矩集,同时对电机饱和度进行分析,确定了不同旋翼失效后的最优倾斜角.搭建飞行测试平台进行对比验证,实验结果表明,本文提出的方法具有良好的容错效果与鲁棒性,能够保证六旋翼无人机在故障后的稳定飞行与平稳降落....

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Bibliographic Details
Published in控制理论与应用 Vol. 41; no. 1; pp. 136 - 144
Main Authors 徐雪松, 涂平
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华东交通大学电气与自动化工程学院,江西南昌 330013 2024
Subjects
六旋翼无人机
力矩分析
容错控制
six-rotor unmanned aerial vehicle
control allocation
moment analysis
控制分配
fault tolerant control
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ISSN1000-8152
DOI10.7641/CTA.2023.20636

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Summary:常规六旋翼无人机在单个旋翼完全失效后,存在姿态与高度不完全可控的情况,此时采取降级控制策略会使无人机失去静态悬停能力.针对此问题,本文提出了一种可倾斜旋翼的容错控制方法,在经典旋翼结构布局的基础之上,将其中一个旋翼设计成可倾斜结构,通过倾斜角度的改变与控制分配重构,无人机在任意单个旋翼完全失效后均能保持力与力矩的平衡.利用线性规划方法得到无人机的可达力矩集,同时对电机饱和度进行分析,确定了不同旋翼失效后的最优倾斜角.搭建飞行测试平台进行对比验证,实验结果表明,本文提出的方法具有良好的容错效果与鲁棒性,能够保证六旋翼无人机在故障后的稳定飞行与平稳降落.
ISSN:1000-8152
DOI:10.7641/CTA.2023.20636