四旋翼悬浮载荷轨迹控制的matlab欧拉方法研究

资源摘要信息:"本资源是关于MATLAB编程与控制理论相结合的硕士论文代码工作，题目为“基于系统的微分平坦度特性和输入整形，对具有悬浮载荷的轨迹的四旋翼的轨迹滑移控制”。这项工作主要针对货运应用中对自动驾驶飞机的需求，提出了一种结合运动控制与轨迹生成的解决方案，旨在控制四轴转子系统的飞机位置并减轻载荷摇摆问题。 首先，研究者运用了经典的牛顿-欧拉法和拉格朗日法来推导四旋翼系统的动态模型，并将其分为两个部分：完全驱动子系统和欠驱动子系统。完全驱动子系统主要与机器人高度和偏航角相关，而欠驱动子系统则关联其他状态变量。对于这两个子系统，研究者设计了滑模控制器，并从李雅普诺夫稳定性理论的角度证明了其稳定性。滑模控制器能够将系统引导至滑模表面并保持在该表面。 为了进一步确保系统的稳定性，研究者应用了Routh-Hurwitz稳定性判据来分析欠驱动子系统相关滑动表面的局部稳定性，并通过设定控制参数的约束规则简化了控制过程。 针对负载平衡问题，研究者提出了一种新的轨迹生成方法，该方法包括建立多项式轨迹模型、应用输入整形技术以及利用系统的微分平坦度特性来计算飞机的期望状态。通过仿真测试，研究者验证了所设计的控制器和轨迹生成器在点对点轨迹规划以及不同持续时间下的性能表现。 代码资源中包含了实现上述理论与仿真测试的MATLAB程序，对于理解和应用系统动态建模、滑模控制、输入整形以及轨迹规划等领域提供了宝贵的实践案例。由于标签中指出“系统开源”，这意味着相关的代码与算法可以为其他研究者或工程师所用，以进一步研究或开发相关的控制系统和仿真平台。 文件名称列表中的“master_thesis-main”暗示了这是一个与硕士论文相关的主代码文件或核心项目文件，可能包含了整体的仿真环境搭建、控制器设计以及轨迹生成算法的实现。研究者在此项目的开发过程中，不仅提供了理论研究，还通过编写可执行的代码来验证理论的可行性，这对于工程实践和学术研究都具有重要意义。" 知识点: - MATLAB编程与控制理论 - 四旋翼动态模型推导 - 牛顿-欧拉法和拉格朗日法 - 动态建模：完全驱动子系统和欠驱动子系统 - 滑模控制理论与稳定性分析 - 李雅普诺夫稳定性理论 - Routh-Hurwitz稳定性判据 - 输入整形技术 - 微分平坦度特性 - 多项式轨迹规划 - 仿真测试与性能验证 - 系统开源与资源共享 - 工程实践与学术研究相结合