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机械科学与技术2024年第09期:四旋翼巡检无人机固定时间滑模姿态控制

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吉德志;刘峰;钮建波;

单位:云南电网有限责任公司楚雄供电局;

摘要:为了提高突发状况下电力巡检四旋翼无人机快速姿态机动性能,基于积分滑模、齐次理论及固定时间稳定理论,提出了一种四旋翼无人机的固定时间滑模姿态控制方法。首先,基于积分滑模与齐次理论,设计了可固定时间收敛且非奇异的滑模面。随后,提出了保证滑模面固定时间收敛的控制器。基于李雅普诺夫稳定性理论与齐次理论,证明了所提闭环系统的固定时间稳定性。相比传统有限时间滑模控制方法,所提出的固定时间滑模控制方法可以保证控制误差的收敛时间受限于固定常数,因此无论在小角度与大角度机动情况下,所提的方法都能够保证控制误差的快速收敛。其次,基于积分滑模的设计,所提出的固定时间滑模控制方法解决了传统终端滑模的奇异问题。最后,通过仿真对比,验证了所提方法的优势。

关键词:固定时间稳定;;电力巡检;;四旋翼无人机;;滑模控制

基金资助:中国南方电网有限责任公司科研项目(0002200000060420)