[发明专利]基于模型参考自适应的多旋翼无人机参数辨识方法

权利要求书

1.基于模型参考自适应的多旋翼无人机参数辨识方法，其特征在于包括以下步骤：

对多旋翼无人机升力系数和力矩系数进行辨识；

根据多旋翼无人机的原系统构建多旋翼无人机的从系统，通过从系统与原系统的同步，实现转动惯量的辨识；

所述对多旋翼无人机升力系数和扭矩系数进行辨识包括以下步骤：

1)螺旋桨转速到升力和力矩的关系为：

其中，i为螺旋桨编号，T⁽ⁱ⁾和τ⁽ⁱ⁾分别为单个螺旋桨转速为ω_i时产生的力和力矩；

2)将PWM波进行归一化处理，即：

P_n代表归一化处理后的PWM波的值，P_r代表实际PWM值；P_min和P_max分别表示实际PWM波量程的最小值和最大值；

3)利用曲线拟合的方法得到P_n到转速ω_i的对应关系：

其中k为拟合的多项式各阶次，a_k为各阶次系数；N为拟合的多项式最高阶次，(P_n)^k表示P_n的k次方；

4)根据步骤1)-3)得到PWM波-转速-力和力矩之间的对应关系，通过多组给定PWM波的值，测量对应的力和力矩，得到多组升力系数和力矩系数的值，之后取平均即得到升力系数κ和力矩系数ρ；

所述通过从系统与原系统的同步，实现转动惯量的辨识包括以下步骤：

(1)反馈函数(g₁,g₂,g₃)^T和的更新率如下：

其中，误差γ₁,γ₂,γ₃和β₁,β₂,β₃为正参数；通过对积分得到

(2)将g₁,g₂,g₃和代入多旋翼无人机的从系统；并通过李雅普诺夫稳定性理论证明渐近收敛到a,b,c，即为转动惯量分量I_x,I_y,I_z的值；

所述多旋翼无人机的原系统如下：

(x₁,x₂,x₃)^T＝(p,q,r)^T，(a,b,c)^T＝(I_x,I_y,I_z)^T，a,b,c为待辨识参数，且a＞0,b＞0,c＞0；(x₁,x₂,x₃)表示系统变量，τ₁,τ₂,τ₃分别为x,y,z三个方向上的力矩输入；p,q,r分别为滚转、俯仰和偏航角速度；I_x,I_y,I_z为转动惯量分量；

所述多旋翼无人机的从系统如下：

其中，和分别是对状态量(x₁,x₂,x₃)^T和参数值(a,b,c)^T的估计，分别为对时间的导数，(g₁,g₂,g₃)^T为反馈函数。