多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现)

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目录

💥1 概述

📚2 运行结果

2.1 Quadcopter wind SMC ground

2.2 Quadcopter wind SMC pipes

🎉3 参考文献

🌈4 Matlab代码、文章下载


💥1 概述

文献来源:

多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言

摘要:
多旋翼系统进行抓取、操作和检查时需要软着陆,以避免任何颠簸;因此,在多旋翼无人机(UAV)下的空气动力学效应下,一次性着陆是至关重要的。HYFLIERS项目中的一个任务是在管道架上进行着陆,主要是测量管道的厚度和腐蚀情况。管道架在着陆阶段由螺旋桨引起的感应气流产生未知干扰。对这个问题进行了两种情况的建模,即在地面和管道架上着陆。地面效应建模比较直接;然而,管道架会给系统建模带来更多的不确定性。空气动力学干扰的来源可能是外部风或者无人机螺旋桨在管道或地面附近引起的干扰。本文提出了考虑地面效应的四旋翼一次性着陆解决方案。首先,计算了靠近地面的螺旋桨引起的感应风,然后定义了靠近地面的反射模型。进行了考虑环境中风的四旋翼建模。接下来,将地面反射的风设置在系统的风模型中。由于无人机下的气流干扰和其行为的干扰,建模存在不确定性,因此选择了鲁棒非线性控制来控制系统。滑模控制器的校正增益是基于稳态推力定义的,它起到了不确定性的上限的作用。通过模拟成功展示了考虑地面效应的软着陆方法的优势。结果输入推力在管道附近平稳下降,以抵消地面效应推力。

多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言

多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言

详细文章见第4部分。

📚2 运行结果

2.1 Quadcopter wind SMC ground

多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言

多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言

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多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言

2.2 Quadcopter wind SMC pipes

多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言

多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言

其他就不一一展示。

部分代码:

% Parameters---------------------------------------------------------------
Ixx=7.0*10^-3;                    % kgm^2
Iyy=7.3*10^-3;                    % kgm^2
Izz=3.3*10^-3;                    % kgm^2
I=diag([Ixx,Iyy,Izz]);
m=1.2;                            % kg
g0=9.81;                          % m/s^2
D=diag([0.25,0.25,0.25]);         % drag matrix kg/s
L=0.225;                          % distance between motor and CoM of quadrotor (m)
R=0.075;                          % radius of propeller (m)
thickness=0.03;                   % thickness of rotating propeller (m)
k=2.98*10^-5;                     % lift constant - thrust factor (Ns^2/rad^2)
k_psi=1.14*10^-6;                 % drag constant (Nms^2/rad^2)
omega_min=0.5*sqrt(m*g0/k/4);     % rad/s
omega_max=3*omega_min;            % rad/s
rho=1.225;                        % kg/m^3

M_force=[k,k,k,k;...
    0,-L*k,0,L*k;...
    -L*k,0,L*k,0;...
    -k_psi,k_psi,-k_psi,k_psi];
% Initial condition--------------------------------------------------------
xc_0=1;
yc_0=-1.5;
zc_0=19.25;
phi_0=0;
theta_0=0;
psi_0=0;
u_0=0;
v_0=0;
w_0=0;
p_0=0;
q_0=0;
r_0=0;
q0=[xc_0;yc_0;zc_0;phi_0;theta_0;psi_0];
dq0=[u_0;v_0;w_0;p_0;q_0;r_0];
x0=[q0;dq0];
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
% Solution-----------------------------------------------------------------
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
tic
for i=1:1:length(t)
    x(:,1)=x0;
    % State definition-----------------------------------------------------
    xc=x(1,i);
    yc=x(2,i);
    zc=x(3,i);
    phi=x(4,i);

🎉3 参考文献

文章中一些内容引自网络,会注明出处或引用为参考文献,难免有未尽之处,如有不妥,请随时联系删除。

多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现),无人机,matlab,开发语言文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-848041.html

🌈4 Matlab代码、文章下载

到了这里,关于多旋翼无人机的软着陆,使用稳健的非线性控制和风力建模(Matlab代码实现)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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