一种欠驱动VTOL飞行器的自耦PD控制理论方法

摘要

针对非最小相位欠驱动垂直起降(VTOL)飞行器的控制难题，本发明提出了一种自耦PD(ACPD)控制理论方法。首先通过坐标变换使VTOL飞行器的质心映射为Huygens振动中心；然后对Huygens振动中心分别设计纵横向位置的ACPD控制器，并分别获得VTOL飞行器底部推力和滚转姿态角虚拟指令，进而设计滚转姿态角的自耦PD控制器形成滚转力矩，从而实现VTOL飞行器系统的位置跟踪控制；最后通过复频域分析理论证明闭环控制系统的鲁棒稳定性和抗扰动鲁棒性。理论分析和仿真结果都表明了本发明的有效性，在非最小相位欠驱动VTOL控制系统领域具有重要的科学意义和广泛的应用前景。