特技直升机姿态跟踪控制：一种几何方法

我们研究小型特技直升机的姿态跟踪问题。小型直升机具有两个子系统：机身（建模为刚体）和旋翼（建模为一阶系统）。由于旋翼与机身间的耦合，完整系统不具备简单机械系统的结构。耦合的旋翼-机身动力学首先被转化为带一阶执行器动力学的刚体姿态跟踪问题。所提出的控制器采用几何与反步控制技术开发。该控制器在 $SO(3)$ 上全局定义，并被证明是局部指数稳定的。通过对一架 10 kg 级小型无副翼直升机进行激进横滚姿态跟踪的仿真与实验，验证了该控制器。