恭喜中國兵器工業(yè)計算機應用技術研究所趙小川獲國家專利權
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龍圖騰網(wǎng)恭喜中國兵器工業(yè)計算機應用技術研究所申請的專利無人機非線性仿真控制器、仿真無人機及仿真系統(tǒng)獲國家發(fā)明授權專利權,本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予,授權公告號為:CN115903544B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-05-06發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉:該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為:202211484137.X,技術領域涉及:G05B17/02;該發(fā)明授權無人機非線性仿真控制器、仿真無人機及仿真系統(tǒng)是由趙小川;董憶雪;邵佳星;燕琦;李陳;徐凱;樊迪;王子徹;彭陽;董仕鵬設計研發(fā)完成,并于2022-11-24向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。
本無人機非線性仿真控制器、仿真無人機及仿真系統(tǒng)在說明書摘要公布了:本發(fā)明涉及一種無人機非線性仿真控制器、仿真無人機及仿真系統(tǒng);其中,仿真控制器包括:軌跡解算器將輸入的無人機期望軌跡仿真數(shù)據(jù)轉化為當前時刻的系統(tǒng)期望狀態(tài)量;位置環(huán)控制器進行位置環(huán)控制輸出位速控制總誤差;非線性角度轉換器對位速控制總誤差進行空間角度轉換得到空間期望旋轉矩陣;非線性姿態(tài)映射器將當前的空間期望旋轉矩陣和測量旋轉矩陣進行非線性姿態(tài)映射輸出姿態(tài)控制誤差;混合控制器根據(jù)姿態(tài)控制誤差和位速控制總誤差,進行電機轉速控制輸出電機轉速到仿真電機模擬無人機的受力情況。本發(fā)明為無人機自主控制領域提供了實現(xiàn)高機動飛行軌跡的底層仿真的非線性仿真控制器、仿真無人機及仿真系統(tǒng)以方便對無人機上層規(guī)劃的研究。
本發(fā)明授權無人機非線性仿真控制器、仿真無人機及仿真系統(tǒng)在權利要求書中公布了:1.一種無人機非線性仿真控制器,用于四旋翼無人機的仿真控制,其特征在于,包括軌跡解算器、位置環(huán)控制器、非線性角度轉換器、非線性姿態(tài)映射器和混合控制器;所述軌跡解算器,用于將輸入的無人機期望軌跡仿真數(shù)據(jù)轉化為當前時刻的系統(tǒng)期望狀態(tài)量;所述位置環(huán)控制器,用于根據(jù)系統(tǒng)期望狀態(tài)量進行位置環(huán)PID控制,輸出位速控制總誤差;所述非線性角度轉換器,用于對位速控制總誤差進行非線性SE3空間角度轉換,得到空間期望旋轉矩陣;所述非線性姿態(tài)映射器,用于將當前的空間期望旋轉矩陣和測量旋轉矩陣進行非線性姿態(tài)SO3空間映射,輸出姿態(tài)控制誤差;所述混合控制器,用于根據(jù)姿態(tài)控制誤差和位速控制總誤差,進行電機轉速控制輸出電機轉速到仿真電機,使仿真電機模擬出無人機使用無刷直流電機在螺旋槳旋轉過程中產(chǎn)生的推力、空氣阻力、旋轉力矩和空氣阻力矩;軌跡解算器輸入的無人機期望軌跡;表示三維多項式的5階系數(shù)矩陣,表示關于時間的高階自變量;軌跡解算器輸出的當前時刻的系統(tǒng)狀態(tài)量;其中,表示時刻的期望位置,表示時刻的期望速度,表示時刻的期望加速度;分別為在時刻處對期望軌跡分別取0階導、1階導、2階導: ;期望偏航角姿態(tài);;在所述位置環(huán)控制器輸出的位速控制總誤差: ;其中,分別表示期望位置和期望速度的誤差值;表示重力加速度;表示位置誤差的比例增益,表示速度誤差的比例增益,表示速度誤差的積分增益,表示仿真無人機當前時刻的位置,表示仿真無人機當前時刻的速度。
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