多旋翼无人飞行器大机动轨迹跟踪飞行非线性鲁棒控制

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61503012
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    21.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2018-12-31

项目摘要

Multi-rotor unmanned aerial vehicles (MUAVs) possess the characteristics of great flexibility, good imperceptibility, and abilities of vertical taking off and landing, as well as low production costs, therefore they are widely used in numerous civil and military fields. MUAVs involve strong couplings, large parametric uncertainties, and less anti-interference ability, which pose a challenge for their controller design. This project investigates the robust control problems for the MUAVs under aggressive maneuvers. . In this project, a quaternion-based robust attitude control method will be firstly proposed for the MUAVs to track large attitude references accurately and restrain the effects of multiple uncertainties on the closed-loop control system. Besides, quaternion-based attitude representations will be used instead of the Euler angle based representations to avoid the singularity problems. Then, the feedback linearization technique will be introduced and a nonlinear robust trajectory tracking control approach will be proposed for MUAVs under aggressive maneuvers to reduce the influences of nonlinearity and coupling dynamics on the closed-loop control system and thereby reduce the conservation of the robust controller design. This project includes dynamical system analysis, robust controller design, and experimental verification. The project provides the theoretical basis for MUAVs under aggressive maneuvers in engineering practice.
多旋翼无人飞行器具有灵活性高、隐蔽性强、可垂直起降及悬停、制造成本低等特点,在民用和军用领域具有广泛的应用前景。该类飞行器具有耦合程度高、参数不确定性大、抗外界干扰能力差等特点,其控制器设计具有很大的挑战性。本项目拟研究多旋翼无人机大机动飞行时的鲁棒控制问题。. 针对这类无人机,本研究拟首先提出一种基于四元数的鲁棒姿态控制方法,使无人直升机能精确实现对大姿态角参考信号的跟踪,并可以抑制多种不确定性对于闭环控制系统的影响。同时,采用四元数代替欧拉角来描述其旋转运动以避免解的奇异性。其次,本项目拟引入反馈线性化技术并提出一种非线性鲁棒轨迹跟踪控制方法,以减轻非线性和耦合动态对于闭环控制系统的影响,从而降低鲁棒控制器设计的保守性。研究工作将围绕动态系统分析、鲁棒控制器设计、实验验证等环节展开。本项目的研究成果将为多旋翼无人机大机动飞行的工程实践提供理论基础。

结项摘要

多旋翼无人飞行器具有机动性高、可垂直起降及悬停、成本低等特点,在民用和军用领域具有广泛的应用前景。该类飞行器具有非线性程度高、参数不确定性大、抗外界干扰能力差等特点。本项目研究了多旋翼无人机大机动飞行时的鲁棒控制问题。针对这类无人机,本研究首先提出了一种鲁棒姿态控制方法,使无人直升机能精确实现对大姿态角参考信号的跟踪,并可以抑制多种不确定性对于闭环控制系统的影响。同时,采用四元数代替欧拉角来描述其旋转运动以避免解的奇异性。其次,本项目引入了反馈线性化技术并提出一种非线性鲁棒轨迹跟踪控制方法,减轻了非线性和耦合动态对于闭环控制系统的影响,并降低了鲁棒控制器设计的保守性。本项目的研究成果为多旋翼无人机大机动飞行的工程实践提供了理论基础。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(10)
专利数量(0)
Nonlinear robust control of hypersonic aircrafts with interactions between flight dynamics and propulsion systems
利用飞行动力学和推进系统之间的相互作用对高超音速飞机进行非线性鲁棒控制
  • DOI:
    10.1016/j.isatra.2016.04.011
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    ISA Transactions
  • 影响因子:
    7.3
  • 作者:
    Li Zhaoying;Zhou Wenjie;Liu Hao
  • 通讯作者:
    Liu Hao
Robust control for quadrotors with multiple time-varying uncertainties and delays
具有多个时变不确定性和延迟的四旋翼飞行器的鲁棒控制
  • DOI:
    10.1093/mnras/stu520
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    IEEE Transactions on Industrial Electronics
  • 影响因子:
    7.7
  • 作者:
    Liu Hao;Zhao Wanbing;Zuo Zongyu;Zhong Yisheng
  • 通讯作者:
    Zhong Yisheng
Robust attitude control for tail-sitter unmanned aerial vehicles in flight mode transitions
飞行模式转换中尾座无人机的鲁棒姿态控制
  • DOI:
    10.1002/rnc.4428
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    International Journal of Robust and Nonlinear Control
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Liu Deyuan;Liu Hao;Li Zhaoying;Hou Xiaolei;Wang Qingling
  • 通讯作者:
    Wang Qingling
Robust control for hypersonic vehicles with parametric and unstructured uncertainties
具有参数和非结构化不确定性的高超声速飞行器的鲁棒控制
  • DOI:
    10.1177/0954406217720821
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Proceedings of the IME - Part C: Journal of Mechanical Engineering Science
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Liu Hao;Liu Deyuan;Xi Jianxiang;Yu Yao
  • 通讯作者:
    Yu Yao
Nonlinear robust control of tail-sitter aircrafts in flight mode transitions
飞行模式转换中尾座飞机的非线性鲁棒控制
  • DOI:
    10.1016/j.ast.2018.08.021
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Aerospace Science and Technology
  • 影响因子:
    5.6
  • 作者:
    Li Zhaoying;Zhang Lixin;Liu Hao;Zuo Zongyu;Liu Cunjia
  • 通讯作者:
    Liu Cunjia

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

抑郁症与睾酮_雌二醇的研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    国际精神病学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘昊;王海涛;杨美荣;王静
  • 通讯作者:
    王静
Lumped Parameter Mass Row Rate and Pressure Control Characteristics Model for High-Speed Pneumatic PWM on/off ValVe
高速气动 PWM 开/关阀的集总参数质量行速率和压力控制特性模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Joumal of Donghua University (English Edition)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    向忠;胡旭东;刘昊;汝晶炜
  • 通讯作者:
    汝晶炜
大气常压等离子射流清洗溶胶-凝胶SiO_2膜表面油脂污染物
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    强激光与粒子束
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘昊;苗心向;杨科;吕海兵;邹睿;周国瑞;程晓峰;严鸿维;袁晓东;贾宝申
  • 通讯作者:
    贾宝申
基于全局搜索和局部分类的特定领域双语网站识别方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    山西大学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘昊;洪宇;刘乐;王星;姚建民;朱巧明
  • 通讯作者:
    朱巧明
氟西汀对抑郁症大鼠杏仁核磷酸化微管相关蛋白-2表达的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    吉林大学学报(医学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘昊;徐爱军;阚泉;李冉
  • 通讯作者:
    李冉

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

刘昊的其他基金

基于强化学习的旋翼式无人机分布式鲁棒最优编队飞行控制
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
旋翼式无人机编队大机动抗风扰鲁棒控制
  • 批准号:
    61873012
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码