PreGME 控制器概述
PreGME（Prescribed Performance Guidance and Management Estimator）是本项目的核心研究贡献，提供了一套完整的预设性能控制方案。
什么是预设性能控制（PPC）
预设性能控制是一种约束控制方法，通过预设的性能函数来限定系统的瞬态和稳态响应：
- 收敛速度 — 误差必须在预定时间内收敛到邻域
- 超调限制 — 响应超调不能超过预设边界
- 稳态精度 — 最终误差必须小于预定阈值
核心组件
文件结构
姿态控制器 src/modules/pregme_att_control/
| 文件 | 说明 |
|---|---|
pregme_att_control.cpp | 主控制逻辑 |
pregme_att_control.hpp | 头文件定义 |
pregme_att_control_params_en.yaml | 英文参数参考 |
pregme_att_control_params_zh.yaml | 中文参数参考 |
CMakeLists.txt | 构建配置 |
Kconfig | 编译选项 |
位置控制器 src/modules/pregme_pos_control/
| 文件 | 说明 |
|---|---|
PregmePositionControl.cpp/.hpp | 主位置控制类 |
PosControl.cpp/.hpp | 位置控制数学库 |
ControlMath.cpp/.hpp | 通用控制数学运算 |
Takeoff.cpp/.hpp | 起飞逻辑实现 |
pregme_pos_control_params_en.yaml | 英文参数参考 |
pregme_pos_control_params_zh.yaml | 中文参数参考 |
关键特性
滑模控制
PreGME 采用滑模控制理论，具有强鲁棒性，能够抵抗：
- 模型不确定性
- 外部扰动（风扰、机械臂反作用力）
- 参数摄动
变量增益 ESO
基于可变增益的扩张状态观测器（Variable-Gain ESO），实时估计并补偿系统总扰动。
惯性矩阵估计
在线估计飞行器的惯性矩阵变化，适应载荷变化（如机械臂抓取物体）。