21、半自主控制模式设计实验全解析

半自主控制模式设计实验全解析

1. 初步介绍

在多旋翼飞行器的控制中，涉及到多种模式和控制逻辑。首先是悬停模式下期望位置和偏航角的生成原理。当四个控制杆（油门控制杆、俯仰控制杆、偏航控制杆和横滚控制杆）分别回到中点时，会记录对应的时间，分别记为 (t_{\psi_d})、(t_{z_d})、(t_{x_d})、(t_{y_d})。将此时的估计值保存为期望值，即：
(\psi_{d_{old}} = \hat{\psi}(t_{\psi_d}))
(p_{z_{d_{old}}} = \hat{p} z(t {z_d}))
(p_{x_{d_{old}}} = \hat{p} x(t {x_d}))
(p_{y_{d_{old}}} = \hat{p} y(t {y_d}))

同时，悬停模式开始控制多旋翼飞行器在 (p_d = p_{d_{old}}) 和 (\psi_d = \psi_{d_{old}}) 处悬停。悬停模式通常在高度传感器、位置传感器和电子罗盘都可用时使用。

1.1 RC 与 AC 之间的切换逻辑

在半自主控制（SAC）模式下，有一个闭环控制框图。基于此框图，讨论了 RC（遥控）和 AC（自动控制）之间的切换逻辑。
- 偏航命令切换逻辑 ：在 SAC 中，总偏航命令为 (\psi_d = \psi_{d_{ac}} + \psi_{d_{rc}})。其中，(\psi_{d_{ac}}) 由自动驾驶中的 AC 产生，(\psi_{d_{rc}}) 表示来自 RC 发射器的命令。(\psi_{