含姿态规划器的四旋翼无人机的轨迹跟踪控制方法及系统

专利主权项内容

1.一种含姿态规划器的四旋翼无人机的轨迹跟踪控制方法，其特征在于，包括：获取四旋翼无人机的质心坐标历史数据集、偏航角历史数据集、俯仰角历史数据集、滚转角历史数据集、沿坐标方向的线速度历史数据集和对应转向角的角速度历史数据集；实时获取四旋翼无人机质心坐标、偏航角、俯仰角、滚转角、沿坐标方向的线速度和对应转向角的角速度；对所述四旋翼无人机的质心坐标历史数据集、偏航角历史数据集、俯仰角历史数据集、滚转角历史数据集、沿坐标方向的线速度历史数据集和对应转向角的角速度历史数据集进行运动学计算、四个螺旋桨力学计算和机体力学计算，并计算姿态四元数，得到基于四元数的四旋翼无人机的动力学模型；设计期望的全驱力控制，并根据期望的全驱力控制，计算体坐标系的主推力方向与惯性坐标系的期望推力方向，构造相对四元数；基于所述相对四元数构建光滑姿态规划器；基于所述光滑姿态规划器确定姿态误差四元数和角速度误差四元数；基于所述姿态误差四元数和角速度误差四元数利用Rodrigues参数计算四旋翼无人机的姿态误差；基于所述无人机的姿态误差确定位置控制外环设计结果和姿态控制内环设计结果；根据所述位置控制外环设计结果和姿态控制内环设计结果，构建含姿态规划器的四旋翼无人机的位置和姿态控制模型；将实时获取的四旋翼无人机质心坐标、偏航角、俯仰角、滚转角、沿坐标方向的线速度和对应转向角的角速度输入至所述含姿态规划器的四旋翼无人机的位置和姿态控制模型，得到含姿态规划的四旋翼无人机的跟踪控制结果。