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公开(公告)号：CN114924579B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202210605385.9
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/495 , G05D1/46 , G05D101/10 , G05D109/20
Abstract: 一种可倾转四旋翼无人机的运动轨迹生成方法及系统，涉及无人机轨迹规划技术领域，用以解决现有技术不能在可倾转四旋翼无人机穿越不规则障碍物时对其位置及姿态进行有效单独规划的问题。本发明技术要点包括：对可倾转四旋翼无人机在含有障碍物的环境中飞行的运动轨迹进行规划，包括：搜索并生成无碰撞的初始轨迹；对初始轨迹进行优化，直至优化后轨迹中每个控制点到最近障碍物的距离均不小于预设最短距离阈值；对可倾转四旋翼无人机穿越障碍物的运动姿态进行规划，包括：将姿态对应到无人机运动轨迹中每个时间点，生成包含时间的目标姿态序列；对目标姿态序列进行优化。本发明使得可倾转四旋翼无人机可安全高效地通过飞行环境中的不规则障碍物。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115016268A
公开(公告)日：2022-09-06
申请号：CN202210605548.3
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于滑模理论的可倾转四旋翼无人机容错控制方法，涉及无人机控制技术领域，用以解决现有的四旋翼无人机控制方法不能有效地对无人机位置和姿态进行独立控制地问题。本发明技术要点包括：考虑系统参数的不确定性、外部扰动以及执行器故障导致的内部扰动，展开动力学模型；根据滑模控制理论，设计终端快速非奇异滑模控制器，并设计控制分配方法，将期望力和期望力矩转为电机转速和倾转角；进一步设计延时扰动观测器，检测系统是否出现执行器故障；设计控制参数调整策略，保证系统出现故障时控制器能正常工作；进一步利用抖振抑制方法减小控制器输出的抖振现象。本发明实时性好，跟踪误差可快速收敛，适用于可倾转四旋翼无人机的位置及姿态控制。
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公开(公告)号：CN114924579A
公开(公告)日：2022-08-19
申请号：CN202210605385.9
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种可倾转四旋翼无人机的运动轨迹生成方法及系统，涉及无人机轨迹规划技术领域，用以解决现有技术不能在可倾转四旋翼无人机穿越不规则障碍物时对其位置及姿态进行有效单独规划的问题。本发明技术要点包括：对可倾转四旋翼无人机在含有障碍物的环境中飞行的运动轨迹进行规划，包括：搜索并生成无碰撞的初始轨迹；对初始轨迹进行优化，直至优化后轨迹中每个控制点到最近障碍物的距离均不小于预设最短距离阈值；对可倾转四旋翼无人机穿越障碍物的运动姿态进行规划，包括：将姿态对应到无人机运动轨迹中每个时间点，生成包含时间的目标姿态序列；对目标姿态序列进行优化。本发明使得可倾转四旋翼无人机可安全高效地通过飞行环境中的不规则障碍物。
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公开(公告)号：CN114879739B
公开(公告)日：2024-09-06
申请号：CN202210605426.4
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/46
Abstract: 一种基于零空间的可倾转四旋翼无人机控制分配方法及系统，属于无人机控制技术领域，用以解决现有技术不能得到准确的执行器控制指令的问题。本发明对于可倾转四旋翼无人机的动力学模型进行模型变换，得到含时变参数的控制效率矩阵，再利用变量代换将控制效率矩阵中的时变参数转移到虚拟推力向量中；利用矩阵伪逆与零空间的性质得到虚拟推力向量的显式表达；在虚拟推力向量中的期望指令超限个数不大于2个时，采用非线性重分配方法得到执行器控制指令的精确解；在期望指令超限个数大于2个时，基于上一时刻控制指令的精确解进行二次规划，以得到指令变化量及当前时刻指令的最优解。本发明适用于在可倾转四旋翼无人机飞行的全时段进行控制分配解算。
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公开(公告)号：CN114879739A
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202210605426.4
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05D1/10
Abstract: 一种基于零空间的可倾转四旋翼无人机控制分配方法及系统，属于无人机控制技术领域，用以解决现有技术不能得到准确的执行器控制指令的问题。本发明对于可倾转四旋翼无人机的动力学模型进行模型变换，得到含时变参数的控制效率矩阵，再利用变量代换将控制效率矩阵中的时变参数转移到虚拟推力向量中；利用矩阵伪逆与零空间的性质得到虚拟推力向量的显式表达；在虚拟推力向量中的期望指令超限个数不大于2个时，采用非线性重分配方法得到执行器控制指令的精确解；在期望指令超限个数大于2个时，基于上一时刻控制指令的精确解进行二次规划，以得到指令变化量及当前时刻指令的最优解。本发明适用于在可倾转四旋翼无人机飞行的全时段进行控制分配解算。
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公开(公告)号：CN115016268B
公开(公告)日：2024-09-10
申请号：CN202210605548.3
申请日：2022-05-31
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G05B13/04
Abstract: 一种基于滑模理论的可倾转四旋翼无人机容错控制方法，涉及无人机控制技术领域，用以解决现有的四旋翼无人机控制方法不能有效地对无人机位置和姿态进行独立控制地问题。本发明技术要点包括：考虑系统参数的不确定性、外部扰动以及执行器故障导致的内部扰动，展开动力学模型；根据滑模控制理论，设计终端快速非奇异滑模控制器，并设计控制分配方法，将期望力和期望力矩转为电机转速和倾转角；进一步设计延时扰动观测器，检测系统是否出现执行器故障；设计控制参数调整策略，保证系统出现故障时控制器能正常工作；进一步利用抖振抑制方法减小控制器输出的抖振现象。本发明实时性好，跟踪误差可快速收敛，适用于可倾转四旋翼无人机的位置及姿态控制。
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