引用本文:李晓静,吴爱国,张兆龙.基于浸入和不变技术的非线性跟踪控制[J].控制理论与应用,2019,36(1):73~78.[点击复制]
LI Xiao-jing,WU Ai-guo,ZHANG zhao-long.Immersion and invariance modular nonlinear tracking control for an underactuated quadrotor[J].Control Theory and Technology,2019,36(1):73~78.[点击复制]
基于浸入和不变技术的非线性跟踪控制
Immersion and invariance modular nonlinear tracking control for an underactuated quadrotor
摘要点击 2751  全文点击 1148  投稿时间：2017-08-06  修订日期：2018-03-13
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DOI编号  10.7641/CTA.2018.70558
  2019,36(1):73-78
中文关键词  欠驱动系统  四旋翼飞行器  非线性控制  渐近跟踪
英文关键词  immersion and invariance  underactuated system  quadrotor  nonlinear control  asymptotic tracking
基金项目  国家自然科学基金青年项目(Grant No. 61603274),天津市高校“优秀青年教师资助计划”（401007008）、天津理工大学基金项目（YB16-05，YB15-37）。
作者单位E-mail
李晓静 天津大学电气自动化与信息工程学院 iobox@126.com 
吴爱国* 天津大学电气自动化与信息工程学院  
张兆龙 天津市龙津科技有限公司  
中文摘要
      为实现欠驱动四旋翼飞行器的位置及偏航渐近跟踪, 本文基于浸入和不变技术(immersion and invariance, I&I)提出非线性跟踪控制方法. 针对四旋翼飞行器的欠驱动特性, 设计了内/外环分别为姿态和位置的双闭环结构, 并采 用浸入和不变技术构建内/外环的稳定跟踪控制器, 利用李雅普诺夫定理保证闭环系统的渐近稳定性. 最后, 在 MATLAB/Simulink环境下进行数值仿真, 验证了I&I控制方案的有效性.
英文摘要
      An immersion and invariance-based (I&I) nonlinear tracking control, is addressed to achieve asymptotic tracking for 3-D position and yaw motion for an underactuated quadrotor. In the underlying control scheme, an inner/outerloop construction is designed to handle the underactuated property. The I & I technology is constructed for stable tracking. Lyapunov Theorem is exploited to guarantee the asymptotic tracking stability of resulting closed-loop system. Numerical simulations on MATLAB/Simulink environment are included to illustrate the effectiveness of proposed I&I control scheme.