基于光流的四旋翼直升机鲁棒自主着陆控制

作     者：张连华 王京 石宗英 钟宜生 ZHANG Lian-hua;WANG Jing;SHI Zong-ying;ZHONG Yi-sheng

作者机构：清华大学自动化系北京100084 中国航天员科研训练中心北京100094 

出 版 物：《控制理论与应用》 (Control Theory & Applications)

年 卷 期：2016年第33卷第11期

页      面：1492-1500页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61374034 61210012)资助 

主　　题：无人机 光流 鲁棒控制 自主着陆 

摘      要：针对小型四旋翼无人机自主着陆问题,提出了一种基于光流的高度估计方法和基于信号补偿的高度鲁棒控制器设计方法.首先从通用光流运动模型出发,采用奇异值分解方法求解无人机线速度和深度的比值,通过对垂直速度和高度比值积分获得高度数据.其次,将考虑地效影响和其它不确定性的高度通道非线性模型分解为标称线性模型和等效扰动两部分,并设计基于信号补偿的高度鲁棒控制器,该控制器由标称控制器和鲁棒补偿器组成,其中标称控制器使得标称闭环系统达到期望的高度跟踪特性,鲁棒补偿器用于抑制等效扰动的影响.最后从理论上证明了该控制器可以保证高度跟踪误差在有限时间内收敛至指定的原点邻域内.四旋翼无人机自主着陆的实验结果验证了所提出的基于光流的高度估计和鲁棒控制方法的有效性.