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VTOL无人机无奇异自适应容错轨迹跟踪控制器。 (英语) Zbl 1371.93072号

摘要:本文针对垂直起降(VTOL)无人机(UAV),开发了一种无奇异点自适应容错控制器来实现轨迹跟踪机动,该控制器对参数不确定性、执行器故障和意外干扰具有鲁棒性。在递阶控制框架下,基于自适应滑模控制方案,依次开发了位置和姿态回路控制。首先,利用双曲正切函数的饱和特性,综合了位置环控制器,并建立了控制参数的选择准则,以保证无奇异点的指令姿态提取。然后,在姿态环中,为了避免节距达到\(\pm\frac{\pi}{2})时出现奇异性,引入了一种新的滑模面,并提出了一种具有相关初始条件约束的姿态控制方案。此外,还开发了自适应算法来估计和补偿由未知惯性参数、推力和转矩故障以及不希望的干扰引起的不确定性。根据李亚普诺夫定理证明,使用所提出的控制器,垂直起降无人机的闭环位置和姿态误差子系统分别是渐近稳定的。最后,仿真验证了该控制器的跟踪性能。

MSC公司:

93B35型 灵敏度(稳健性)
93C40型 自适应控制/观测系统
93B12号机组 可变结构系统
93立方厘米 由常微分方程控制的控制/观测系统
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全文: 内政部