基于误差四元数的钻孔姿态跟踪控制律设计下载

weixin_39820780 2020-09-26 08:30:46

针对钻孔机器人姿态调节的控制过程中存在外界干扰的问题,利用非线性H∞控制理论,引入误差四元数概念,推导了姿态跟踪控制的运动学方程。通过构建钻孔姿态跟踪控制的工程目标和虚拟输出,并经过矩阵变换,设计了满足工程应用需求的控制律。经理论验证,该控制律控制下的闭环系统的姿态误差和角速度误差全局收敛。
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针对钻孔机器人姿态调节的控制过程中存在外界干扰的问题,利用非线性H∞控制理论,引入误差四元数概念,推导了姿态跟踪控制的运动学方程。通过构建钻孔姿态跟踪控制的工程目标和虚拟输出,并经过矩阵变换,设计了满足工程应用需求的控制律。经理论验证,该控制律控制下的闭环系统的姿态误差和角速度误差全局收敛。

内容概要：该文针对带有参数不确定性和外部扰动的飞行器姿态跟踪问题，提出了一种基于误差四元数的滑模控制器设计方案，并通过Matlab进行仿真验证。文中阐述了用误差四元数表示姿态的方法，解决了以往使用欧拉角表示带来的万向节锁定问题；随后详述滑模控制器的工作原理，以及滑模面、控制律和增益调整的具体实现方式；此外，为应对复杂情况下可能出现的抖振现象，研究中融入Chen-Kopf算法确保系统能够安全穿越滑模面，并加入PID控制器以实现稳定过渡至最终平衡状态；最终实验数据表明，改进后的滑模控制器具有更佳的表现。适用人群：航空航天工程专业师生，自动化控制工程师及其他相关研究人员。使用场景及目标：适用于飞行器控制系统的研究和发展领域，尤其对于提高飞机或其他航天航空载具在复杂多变环境中姿态控制性能的需求。其他说明：除了详细的技术介绍外，本文还包括完整的MATLAB源代码供感兴趣的开发者下载并尝试复现研究成果；同时也指出了未来改进方向如集成自适应技术和深度学习算法来增强智能调节性能。

一种基于误差四元数的飞行器姿态跟踪系统的滑模控制器(程序及代码)

在钻孔机器人的多关节机械手和钻孔姿态调节机构控制算法的研究中,针对矩阵法过于复杂、欧拉角法有奇异点的缺陷,引入了单位四元数作为解决方法。通过推导刚体运动学方程的单位四元数表达方式和姿态控制问题的单位四元数数学模型,结合刚体动力学方程,设计了一种基于状态反馈的刚体姿态控制律。经理论验证,该控制律可使相关闭环系统全局趋于稳定,满足控制要求。

一种基于误差四元数的战术导弹垂直发射姿态调转控制器（程序及代码）

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