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弹箭与制导学报2025年第06期:无人机自适应FTC姿态跟踪控制研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:江森;田园;刘兵;马卉慧;赵蓉;

单位:成都航空职业技术学院无人机产业学院;成都航空职业技术学院航空维修工程学院;

摘要:针对系统存在不确定性且不确定性边界信息无法提前获知条件下多旋翼无人机的姿态控制问题,提出自适应有限时间控制(Adaptive finite-time control, AFTC)算法。先将该问题抽象为当存在匹配未知不确定性时,一般二阶单输入单输出(Single-input Single-output, SISO)系统的跟踪控制问题;在此基础上,设计了齐次非线性终端滑模面;针对不确定性边界信息在实际设计中往往无法提前获取,提出了基于判断系统是否到达滑动模态的自适应算法,用以动态改变控制增益;对所给出的AFTC算法,用李雅普诺夫方法严格证明了跟踪误差可在有限时间内收敛到原点;进一步用AFTC算法设计了小型四旋翼无人机姿态控制器,并通过数值仿真和分析对该算法的有效性加以验证,从仿真结果可看出:AFTC算法可使多旋翼无人机控制系统在无法提前获知不确定性边界信息条件下,实现快速、高精度的姿态跟踪控制,且所产生的控制信号连续,易于工程实现。

关键词:有限时间稳定;;自适应控制;;鲁棒性;;姿态跟踪;;多旋翼无人机

基金资助:四川省自然科学基金(2022NSFSC0445);; 校自然科学基金(ZZX0623061)