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申请/专利权人：华东理工大学

摘要：本发明公开了一种四旋翼无人机系统的通用型估计方法及装置，所述方法：对四旋翼无人机线性离散系统状态方程补充创新项以弥补估计误差可能发散的不足；给出四旋翼无人机状态观测的动态误差满足稳定的约束条件；给出四旋翼无人机状态观测动态误差满足稳定的约束条件的求解方式；给出四旋翼无人机未知的外界扰动和测量噪声的求解方式；确定四旋翼无人机各项参数，采用上述求解方式，利用Matlab中的线性矩阵不等式工具箱，求解四旋翼无人机线性离散系统的状态估计、外界扰动以及测量噪声估计；本发明的优点在于：能同时对系统的状态以及外界扰动和测量噪声进行估计，提高无人机控制的可靠性和安全性。

主权项：1.一种四旋翼无人机系统的通用型估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：证明同时存在未知的外界扰动和测量噪声的四旋翼无人机线性离散系统无法对估计误差收敛动态起到控制作用，对四旋翼无人机线性离散系统状态方程补充创新项以弥补估计误差可能发散的不足；步骤二：给出四旋翼无人机状态观测的动态误差满足稳定的约束条件；步骤三：给出四旋翼无人机状态观测动态误差满足稳定的约束条件的求解方式；步骤四：给出四旋翼无人机未知的外界扰动和测量噪声的求解方式；步骤五：确定四旋翼无人机各项参数，采用上述求解方式，利用Matlab中的线性矩阵不等式工具箱，求解四旋翼无人机线性离散系统的状态估计、外界扰动以及测量噪声估计；所述步骤一包括：S1-1、给出四旋翼无人机系统无法对估计误差收敛动态起到控制作用的证明；S1-2、通过引入创新项，以弥补估计误差可能发散的不足；S1-3、给出S1-1和S1-2的中间项的具体求解方式和推导过程；所述S1-2包括：四旋翼无人机线性离散系统状态方程为z[k+1]＝I-MCx[k+1]＝I-MCAx[k]+B1u[k]其中，z[k+1]表示k+1时刻四旋翼无人机的状态矩阵，k表示第k周期时刻，A、C、B1、M均为系统矩阵，I为维数适当的单位矩阵，x表示系统状态，u表示系统输入；令为状态的估计误差，得到：e[k+1]＝I-MCAe[k]其中，e[k+1]为k+1时刻四旋翼无人机的状态估计误差，e[k]为k时刻四旋翼无人机的状态估计误差，为对四旋翼无人机的状态估计量；四旋翼无人机线性离散系统状态方程添加创新项其中矩阵L∈Rn×p,已知得到： 其中，y表示系统测量输出，y[k]表示k时刻系统测量输出，表示y[k]的估计值；相应的，状态的估计误差更新为e[k+1]＝I-MCA-LCe[k]-LDv[k]令得到： 其中，D∈Rp×r为测量噪声分布矩阵，v[k]表示k时刻未知测量噪声；若存在矩阵L可以实现为Schur稳定，同时满足LD＝On×r，这样状态估计误差将满足动态稳定。

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