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四旋翼无人机轨迹跟踪的自抗扰控制研究

四旋翼无人机轨迹跟踪的自抗扰控制研究

作者：龚格格北京建筑大学

学位级别：硕士

四旋翼无人机作为旋翼无人机中结构最简单的一种,机身小巧、飞行灵活,同时便于携带操作、成本较低的优点,广泛运用在军事和民用领域。因此,研究其飞行控制策略具有重要的科研价值和工程实用价值。四旋翼无人机的飞行控制主要通过轨迹控... 详细信息

四旋翼无人机作为旋翼无人机中结构最简单的一种,机身小巧、飞行灵活,同时便于携带操作、成本较低的优点,广泛运用在军事和民用领域。因此,研究其飞行控制策略具有重要的科研价值和工程实用价值。四旋翼无人机的飞行控制主要通过轨迹控制来完成,由于机体的自身特性和特殊的运用场景,对四旋翼飞控系统提出更高的性能要求。四旋翼轨迹控制过程中主要包括以下三个难点:第一,由于机体本身数学模型的非线性,致使被控模型复杂,控制起来较为困难。第二,四旋翼具有四个输入、六个输出,主要依靠四旋翼的四个旋翼的转速来调节六个自由度变量（位置和姿态）,并且多变量之间相互耦合。因此,无人机具备欠驱动、强耦合的特性。第三,飞行控制的实际过程中,会受到内外部干扰,主要包括:不可预估的控制误差以及无法避免的阵风干扰。因此,为了加快控制器响应的速度,提高控制器的稳定性,课题对四旋翼无人机数学模型进行研究,设计相应的控制器策略,解决其飞行控制的问题,具体工作如下:（1）四旋翼轨迹控制主要包括位置控制和姿态控制,在工程应用中普遍采用经典PID控制,针对PID控制器参数优化过程耗时费力、难以取得最优参数组的问题,提出基于改进的麻雀搜索算法（ISSA）的PID控制器,提高四旋翼飞行控制器的响应速度。（2）实际飞行时,四旋翼无人机可能遇到阵风干扰,加上强耦合特性和内外部不确定性扰动,其飞行控制系统稳定性有待提高。将四旋翼无人机分为双闭环结构,位置环采用PID控制,姿态环采用抗干扰能力强、解耦功能优异的自抗扰控制器（ADRC）,进行飞行轨迹跟踪控制,并且在小扰动下验证其抗扰能力。（3）在四旋翼飞行轨迹跟踪控制中,由于输入输出之间相位滞后的问题,影响了控制器响应的速度和精度,控制系统鲁棒性需要增强。在四旋翼双闭环结构中,位置环保留PID控制,姿态环提出采用融合U模型和ADRC控制的UADRC控制,通过李雅普诺夫函数对控制器进行稳定性证明,并利用拉普拉斯变换给出相位分析,在仿真平台验证UADRC控制器的有效性。课题通过研究四旋翼数学模型,制定出四旋翼飞行器轨迹跟踪控制策略,利用Matlab2019/Simulink仿真平台对三种控制器的控制性能进行评估与对比。通过仿真实验分析与总结,可以得出结论:基于U模型的自抗扰控制器可以减小输入输出之间的相位滞后,具有很好的抗干扰能力,相比经典PID控制器和PID-ADRC控制器,能够加快系统响应速度,提高控制精度,增强系统鲁棒性。

关键词：四旋翼无人机麻雀搜索算法 ADRC U-model

融合U-model的四旋翼无人机自抗扰控制研究

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小型微型计算机系统 2023年第10期44卷 2174-2180页

作者：龚格格李壮举北京建筑大学电气与信息工程学院北京100044

在四旋翼无人机轨迹跟踪控制中,由于四旋翼控制系统属于非线性、欠驱动的多输入多输出系统,采用合适的控制算法是保证控制器性能的关键.四旋翼无人机的运动状态由机侧的旋转电机控制,在实际飞行过程中,高速旋转的电机会使模型发生改变,... 详细信息

在四旋翼无人机轨迹跟踪控制中,由于四旋翼控制系统属于非线性、欠驱动的多输入多输出系统,采用合适的控制算法是保证控制器性能的关键.四旋翼无人机的运动状态由机侧的旋转电机控制,在实际飞行过程中,高速旋转的电机会使模型发生改变,导致输入输出之间存在滞后,降低了响应的速度和精度.为了使滞后最小化,提出了一种融合U-model的自抗扰控制算法(UADRC),可以独立于滞后模型且能够有效地消除输入和输出之间的相位延迟.基于自抗扰控制器(ADRC)原理,保留扩张状态观测器(ESO),将被控对象动态转化为纯积分器,再结合U-model结构,增加微分器,将复杂被控对象简化为“1”.这种改进的自抗扰控制算法(UADRC)融合了ADRC和U-model的优点,通过闭环系统稳定性分析和仿真实验验证,证明UADRC控制器确实能够有效降低输入输出之间的滞后,提升四旋翼姿态控制响应的速度和精度.

关键词：四旋翼无人机相位延迟 U-model 自抗扰控制

超声引导下肋间神经脉冲射频联合神经阻滞治疗带状疱疹后神经痛疗效分析

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中国基层医药 2023年第4期30卷 557-560页

作者：李富波龚格格西南医科大学附属医院疼痛科泸州646000 西南医科大学附属医院物理诊断科泸州646000

目的分析超声引导下肋间神经脉冲射频联合神经阻滞治疗带状疱疹后神经痛的疗效及安全性。方法回顾性分析西南医科大学附属医院2017年5月至2021年5月治疗的带状疱疹后神经痛患者62例的临床资料,按治疗方法不同分为两组,神经阻滞组(NB组)3... 详细信息

目的分析超声引导下肋间神经脉冲射频联合神经阻滞治疗带状疱疹后神经痛的疗效及安全性。方法回顾性分析西南医科大学附属医院2017年5月至2021年5月治疗的带状疱疹后神经痛患者62例的临床资料,按治疗方法不同分为两组,神经阻滞组(NB组)30例采用神经阻滞治疗,脉冲射频联合神经阻滞组(PRF+NB组)32例采用脉冲射频联合神经阻滞治疗。比较两组治疗前后数字评价量表(NRS)评分、匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)评分,观察两组治疗后气胸、感染、皮肤麻木等并发症发生情况。结果治疗前,两组NRS评分、PSQI评分差异均无统计学意义(均P>0.05)。治疗后,两组PSQI评分差异无统计学意义(P>0.05);治疗后1周、1个月,两组NRS评分差异均无统计学意义(均P>0.05);治疗后3个月、6个月,NB+PRF组NRS评分分别为(1.71±0.35)分、(1.68±0.36)分,均低于NB组的(2.72±0.68)分、(3.26±0.76)分,差异均有统计学意义(t=54.40、78.18,均P<0.05)。两组均未发生气胸、感染、皮肤麻木、肌力减退等治疗相关并发症。结论超声引导下脉冲射频联合神经阻滞治疗带状疱疹后神经痛疗效确切、安全性高,中长期疗效优于神经阻滞。

关键词：神经痛,带状疱疹后超声检查肋间神经脉冲射频术神经肌肉阻滞疼痛测定治疗结果回顾性研究

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髂腰肌血肿压迫腰丛神经11例临床分析

中国基层医药 2023年第3期30卷 331-335页

作者：李富波龚格格西南医科大学附属医院疼痛科泸州646000 西南医科大学附属医院物理诊断科泸州646000

目的探讨髂腰肌血肿压迫腰丛神经患者的发病原因、临床表现、治疗方法及预后。方法对西南医科大学附属医院2014年3月至2018年5月诊治的髂腰肌血肿压迫腰丛神经患者11例的临床资料进行分析。结果11例患者中,男10例、女1例,年龄(36.36±6.... 详细信息

目的探讨髂腰肌血肿压迫腰丛神经患者的发病原因、临床表现、治疗方法及预后。方法对西南医科大学附属医院2014年3月至2018年5月诊治的髂腰肌血肿压迫腰丛神经患者11例的临床资料进行分析。结果11例患者中,男10例、女1例,年龄(36.36±6.74)岁。凝血功能异常引起的8例,外伤导致的3例;髂腰肌血肿发生于左侧7例、右侧4例,其中中区出血11例,下区8例,上区2例。腰丛神经受累分布:股神经11例、股外侧皮神经6例、闭孔神经2例。11例患者采用对因治疗,随访3个月后11例患者血肿完全吸收,骨关节活动均正常,10例感觉和运动功能恢复,1例感觉功能恢复,运动功能恢复欠佳;随访1年后11例全部恢复正常。结论引起髂腰肌血肿的主要原因为凝血功能障碍、外伤,腰丛神经中的股神经和股外侧皮神经易受累,可引起下肢感觉运动障碍。凝血功能障碍引起的应补充凝血因子,纠正凝血功能;外伤引起的应早期行手术治疗,解除神经压迫;及时治疗,预后一般较好。

关键词：血肿解剖学,局部髂腰肌压迫腰骶丛诊断外科手术治疗结果回顾性研究

《中国共产党重要文献汇编》(1-12卷)编辑举要

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党的文献 2022年第5期 121-127页

作者：杨明伟龚格格翟佳琪《中国共产党重要文献汇编》编辑组

《中国共产党重要文献汇编》是党中央批准的重大编辑项目。首批12卷收入了我们党建党前后到1927年期间产生的各类文献1109篇,共计430余万字,由中共中央党史和文献研究院、中央档案馆合作编辑,人民出版社出版发行。《中国共产党重要文献... 详细信息

《中国共产党重要文献汇编》是党中央批准的重大编辑项目。首批12卷收入了我们党建党前后到1927年期间产生的各类文献1109篇,共计430余万字,由中共中央党史和文献研究院、中央档案馆合作编辑,人民出版社出版发行。《中国共产党重要文献汇编》1-12卷是首次以“汇编”形式公开出版的党的历史文献集,全面收入了党的全国代表大会和中央全会有关文件和决议案,首次公布了大量党的历史上对党内发出的“中央通告”,同时广泛收入了党的早期领导人的重要报告、讲话、文章,并系统再现当时刊发于各类报刊杂志上的党的早期重要文献。在《中国共产党重要文献汇编》的编选中,力求在以往出版的文献集基础上,进行一定的创新,包括延展马克思主义和十月革命对中国社会和创建中国共产党的影响,反映部分早期革命活动家、知识分子和工人党员代表对党的创建和发展所作的努力与贡献,展现我们党的职能部门以及下属机构的一些具有全局性影响的工作等。《中国共产党重要文献汇编》的编辑工作,始终秉持实事求是的原则,在版本收集和选择上求准求真,在内容辨疑和校订上细致审慎,在语言和用词上尊重历史原貌。

关键词：《中国共产党重要文献汇编》文献编辑历史文献中国共产党

膝关节灌洗联合脉冲射频治疗膝关节骨性关节炎的疗效

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实用医学杂志 2022年第4期38卷 410-414页

作者：李富波龚格格西南医科大学附属医院疼痛科四川泸州646000 西南医科大学附属医院物理诊断科四川泸州646000

目的探讨膝关节灌洗联合脉冲射频治疗膝关节骨性关节炎的有效性及安全性。方法收集2019年1月至2021年1月就诊于西南医科大学附属医院诊断为膝关节骨性关节炎的患者49例。根据治疗方法不同分膝关节灌洗组(GX组)25例,膝关节灌洗+脉冲射频... 详细信息

目的探讨膝关节灌洗联合脉冲射频治疗膝关节骨性关节炎的有效性及安全性。方法收集2019年1月至2021年1月就诊于西南医科大学附属医院诊断为膝关节骨性关节炎的患者49例。根据治疗方法不同分膝关节灌洗组(GX组)25例,膝关节灌洗+脉冲射频组(GX+PRF组)24例。比较两组治疗术前、术后1周、术后1、3、6个月疼痛数字量表评分(NRS)、西安大略和麦克马斯特大学(WOMAC)骨关节炎指数,对中长期疗效进行评估。结果两组病例治疗后NRS评分、WOMAC指数均有明显的降低,GX+PRF组下降更为明显,术后1个月与GX组相比差异有统计学意义(P<0.05)。术后6个月,GX+PRF组临床疗效优于单纯GX组。结论膝关节灌洗联合脉冲射频治疗膝关节骨性关节炎疗效确切、安全性高,中长期疗效优于单纯膝关节灌洗,值得临床应用和推广。

关键词：膝关节骨性关节炎膝关节灌洗脉冲射频

外周神经脉冲射频与短时程脊髓电刺激治疗带状疱疹后神经痛的疗效

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实用医学杂志 2022年第21期38卷 2681-2685页

作者：李富波张悦龚格格欧册华西南医科大学附属医院疼痛科四川泸州646000 西南医科大学附属医院物理诊断科四川泸州646000

目的比较外周神经脉冲射频与短时程脊髓电刺激治疗带状疱疹后神经痛的疗效及安全性。方法纳入2020年1月至2022年1月就诊于西南医科大学附属医院疼痛科的带状疱疹后神经痛患者109例为研究对象,基于倾向性评分匹配分外周神经脉冲射频组(... 详细信息

目的比较外周神经脉冲射频与短时程脊髓电刺激治疗带状疱疹后神经痛的疗效及安全性。方法纳入2020年1月至2022年1月就诊于西南医科大学附属医院疼痛科的带状疱疹后神经痛患者109例为研究对象,基于倾向性评分匹配分外周神经脉冲射频组(射频组26例)与短时程脊髓电刺激组(电刺激组26例)。射频组采用超声引导下外周神经脉冲射频,电刺激组在DSA引导下置入电极刺激。比较术后1周及术后1、3、6个月时的NRS评分与PSQI评分,并观察并发症。结果与术前比较,两组患者NRS、PSQI评分在术后各时点降低(均P<0.05)。与射频组比较,电刺激组术后1个月时NRS评分较低(P<0.05);术后1周、术后3、6个月两组NRS评分差异无统计学意义。术后各时点PSQI评分均较低(均P<0.05)。术后6个月时,两组疗效比较,差异无统计学意义(P<0.05)。结论外周神经脉冲射频与脊髓电刺激都能有效缓解带状疱疹后神经痛患者疼痛,中远期疗效无差异,超声引导下外周神经脉冲射频安全性高。

关键词：带状疱疹后神经痛脉冲射频脊髓电刺激周围神经超声

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近十年海外毛泽东研究新进展撷英

党的文献 2014年第1期 114-119页

作者：龚格格中共中央文献研究室副研究员北京100017

2004年以来,海外毛泽东研究出现平稳发展的态势,共出版英文研究专著40多部,在范围、深度上均有新进展。在生平研究方面,描述毛泽东一生的著作仍不断出现;毛泽东与毛泽东时代的国际关系成为研究新命题;毛泽东与"文化大革命"的研究出现新... 详细信息

2004年以来,海外毛泽东研究出现平稳发展的态势,共出版英文研究专著40多部,在范围、深度上均有新进展。在生平研究方面,描述毛泽东一生的著作仍不断出现;毛泽东与毛泽东时代的国际关系成为研究新命题;毛泽东与"文化大革命"的研究出现新特点。在思想研究方面,对毛泽东思想的总体阐释不断创新;对其基本内容的综合论述逐渐减少;对经济思想的探讨更加深入。近十年来,海外毛泽东研究呈现出三个鲜明特点:从整体趋势上来看,研究走向多元化;从内容上来看,外延更宽,分析趋向科学理性;从研究方法来看,继续坚持比较分析法。

关键词：近十年海外毛泽东思想生平研究新进展

臭氧注射对颈2背根神经节脉冲射频治疗颈源性头痛患者疗效的优化效果

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中华疼痛学杂志 2022年第5期18卷 636-642页

作者：李富波龚格格西南医科大学附属医院疼痛科四川省泸州市646000 西南医科大学附属医院物理诊断科四川省泸州市646000

目的评价臭氧对超声引导下颈2(C_(2))背根神经节脉冲射频治疗颈源性头痛患者疗效的优化效果。方法回顾性分析2019年1月至2021年1月就诊于西南医科大学附属医院疼痛科的颈源性头痛患者63例,年龄18~75岁,性别不限,病程2~13个月。根据治疗... 详细信息

目的评价臭氧对超声引导下颈2(C_(2))背根神经节脉冲射频治疗颈源性头痛患者疗效的优化效果。方法回顾性分析2019年1月至2021年1月就诊于西南医科大学附属医院疼痛科的颈源性头痛患者63例,年龄18~75岁,性别不限,病程2~13个月。根据治疗方法不同分为射频组(30例)与联合臭氧组(33例)。射频组采用超声引导下C_(2)背根神经节脉冲射频治疗;联合臭氧组在射频治疗的基础上,在C_(2)背根神经节旁注射臭氧。记录两组患者术前、术后1周及术后1、3、6个月时的数字等级评分(NRS)与匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)评分,观察并发症情况。结果两组患者年龄、病程、术前NRS评分、术前PSQI评分比较,差异均无统计学意义(P均>0.05)。与术前比较,两组患者NRS、PSQI评分在术后各时点均降低(P均<0.05)。与射频组比较,联合臭氧组术后1、3、6个月时NRS、PSQI评分均较低(P均<0.05)。术后6个月时,两组患者疗效等级差异有统计学意义(Z=-2.39,P=0.017)。尽管两组总有效率差异无统计学意义(80.0%比97.0%,连续校正χ^(2)=3.02,P=0.082),但联合臭氧组优效率高于射频组,差异有统计学意义(66.7%比40.0%,χ^(2)=0.50,P=0.034)。结论臭氧注射可优化C_(2)背根神经节脉冲射频治疗颈源性头痛患者的疗效。

关键词：臭氧颈源性头痛脉冲射频背根神经节