33、基于近似线性化的自主飞行器控制方法

基于近似线性化的自主飞行器控制方法

1. 引言

在自主飞行器的控制领域，如空中机器人机械臂和六自由度自主八旋翼飞行器，非线性控制和自主导航是极具挑战性的问题。为了实现高效、稳定的控制，常采用近似线性化的方法将非线性系统转化为线性系统进行处理，同时结合H - infinity反馈控制来应对模型不确定性和外部扰动。

2. 空中机器人机械臂的控制

2.1 动力学模型及相关函数

空中机器人机械臂的动力学模型最初以状态空间形式表示为：
(\dot{x} = f (x) + g_1(x)u_1 + g_2(x)u_2 + g_3(x)u_3)
其中，相关函数定义如下：
- (f_5(x) = x_6)，(g_{51}(x) = 0)，(g_{52}(x) = 0)，(g_{53}(x) = 0)
- (f_6(x) = -\frac{1}{\text{det}M} (M_{13}c_{11} - M_{23}c_{21} + M_{33}c_{31} - M_{43}c_{41}))，(g_{61}(x) = \frac{M_{13}}{\text{det}M})，(g_{62}(x) = \frac{M_{23}}{\text{det}M})，(g_{63}(x) = \frac{M_{43}}{\text{det}M})
- (f_7(x) = x_8)，(g_{71}(x) = 0)，(g_{72}(x) = 0)，(g_{73}(x) = 0)
- (f_8(x) = -\frac{1}{\text{det}M} (-M_{14}c_{11} + M_{24}c_{21} - M_{34}c_{3