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作者：陈河江;李俊丽;王安琪;张元耀;梁洪基;
单位：昆明理工大学信息工程与自动化学院;
摘要：针对受多源干扰影响且具有执行器故障的四旋翼姿态系统，研究了在姿态误差变化率未知情况下指令跟踪控制问题，结合高阶滑模观测器提出了一种基于预设性能的滑模自适应自耦PD容错控制策略。首先，构建带有外部干扰和执行器故障的四旋翼姿态动力学模型，并引入虚拟控制量进行姿态跟踪误差系统的三通道解耦；其次，使用高阶滑模观测器对各通道的跟踪误差变化率和集总扰动进行有限时间估计，并引入预设性能函数，使姿态角跟踪误差限定在预设边界内；最后，基于四旋翼无人机姿态系统模型设计了一种自耦PD容错控制律，并使用积分滑模面优化传统自耦PD速度因子，实现速度因子在线自适应，并采用Lyapunov分析方法证明了控制器的稳定性。仿真结果表明，所提控制方法具有良好的容错性能和抗干扰性能。
关键词：四旋翼无人机;执行器故障;滑模观测器;预设性能;自耦PD控制
基金资助：国家自然科学基金资助(61163051); 云南省重点研发计划资助(202002AC080001)
