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无人机驱动故障下具有实用有限时间收敛的容错姿态跟踪控制。 (英语) Zbl 1527.93079号

摘要:针对存在执行器故障、输入饱和和外部干扰的四旋翼无人机,提出了一种自适应姿态有限时间跟踪控制算法。四驱无人机的动力学模型采用四元数表示。随后,利用非奇异终端滑模面,提出了一种自适应容错有限时间姿态控制方案。利用Lyapunov稳定性分析表明,当姿态跟踪误差在有限时间内收敛到一个较小的残差集,并且闭环系统的所有信号都保持有界时,该方法能够实现实际的有限时间姿态跟踪收敛。通过数值仿真验证了该方法的有效性。
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理学硕士:

93立方厘米35 灵敏度(稳健性)
93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
11兰特52 四元数和其他除法代数:算术、zeta函数
93D05型 李亚普诺夫和控制理论中的其他经典稳定性(拉格朗日、泊松、(L^p、L^p)等)
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全文: 内政部

参考文献:

[1] NoordinA、BasriMAM、MohamedZ、LazimIM。采用滑模控制方法的自适应PID控制器用于四旋翼无人机姿态和位置稳定。阿拉伯科学与工程杂志2021;46(2):963‐981.
[2] NajmAA,易卜拉欣。六自由度无人机四旋翼系统的非线性PID控制器设计。《2019年工程科技国际期刊》;22(4):1087‐1097.
[3] UllahS、MehmoodA、KhanQ、RehmanS、IqbalJ。用于增强欠驱动四旋翼机稳定性的鲁棒积分滑模控制设计。国际控制自动化系统。2020;18(7):1671‐1678.
[4] ShiK、LiuC、SunZ、YueX。航天器电磁对接的轨道-姿态耦合动力学和轨迹跟踪控制。应用数学模型。2022;101:553‐572. ·Zbl 1481.93088号
[5] AzarAT、SerranoFE、KoubaaA、KamalNA。具有时变干扰的无人飞行器的后退h∞控制。2020年第一届智能系统和新兴技术国际会议(SMARTTECH)会议记录;2020:243‐248; 电气与电子工程师协会。
[6] FanQ‐Y、WangD、XuB。基于策略迭代法的不确定非线性控制系统H∞协同设计。IEEE跨网络。2021.doi:10.1109/TCYB.2021.3065995
[7] OrtizJP、MinchalaLI、ReinosoMJ。多变量系统四转子非线性鲁棒H‐Infinity PID控制器。IEEE拉丁美洲翻译。2016;14(3):1176‐1183.
[8] XuH JafariM。使用人工神经网络对具有系统不确定性和干扰的无人机系统进行智能控制。无人机。2018;2(3):30.
[9] 利特。运输缆索悬挂刚体的四旋翼无人机的几何控制。IEEE变速器控制系统技术。2017;26(1):255‐264.
[10] WangF、GaoH、WangK、Zhou C、ZongQ、Hua C。基于扰动观测器的四驱无人机外部扰动有限时间控制设计。IEEE Trans-Aerosp电子系统。2020;57(2):834‐847.
[11] 王恩,邓Q,谢G,潘克思。四转子的混合有限时间轨迹跟踪控制。ISA事务。2019;90:278‐286.
[12] PukdeboonC、SiricharuannP。基于非奇异终端滑模的航天器姿态跟踪有限时间控制。国际控制自动化系统。2014;12(3):530-540。
[13] XiongJ‐J,ZhangG‐B。四旋翼无人机的全局快速动态终端滑模控制。ISA事务。2017;66:233‐240.
[14] ZouA‐M、KumarKD、HouZ‐G、LiuX。使用终端滑模和切比雪夫神经网络的航天器有限时间姿态跟踪控制。IEEE Trans-Syst Man-Cybern B(Cybern)。2011;41(4):950‐963.
[15] SantosDA SilvaAL公司。多旋翼飞行器快速非奇异终端滑模飞行控制。IEEE Trans-Aerosp电子系统。2020;56(6):4288‐4299.
[16] TayebiA,McGilvrayS。垂直起降四旋翼飞机的姿态稳定。IEEE变速器控制系统技术。2006;14(3):562‐571.
[17] 朱B、陈M、李T。基于扰动观测器的四驱无人机鲁棒约束轨迹跟踪控制。动态系统测量控制杂志。2020;142(11):111002.
[18] XianB、DiaoC、ZhaoB、ZhangY。基于四元数表示的四旋翼无人机非线性鲁棒输出反馈跟踪控制。非线性动力学。2015;79(4):2735‐2752. ·兹比尔1331.93078
[19] LuQ、RenB、ParameswaranS。基于不确定性和干扰估计器的四驱机器人全局轨迹跟踪控制。IEEE/ASME Trans Mechatron公司。2020;25(3):1519‐1530.
[20] 刀具M,HowJP。敏捷飞行变桨四旋翼的分析和控制。动态系统测量控制杂志。2015;137(10):101002.
[21] 刘华、西杰、钟毅。具有不确定性和时滞的非线性四旋翼系统的鲁棒姿态镇定。IEEE Trans Ind Electron公司。2017;64(7):5585‐5594.
[22] Castillo A、SanzR、GarciaP、QiuW、Wang H、XuC。基于扰动观测器的四旋翼攻击机动姿态跟踪控制。控制工程实践。2019;82:14‐23.
[23] 王赫、康斯、赵X、荀、李T。具有多个执行器约束的非限制反馈非线性系统的基于命令滤波器的自适应神经控制设计。IEEE Trans Cybern公司。2021.doi:10.1109/TCYB.2021.3079129
[24] 徐强,王Z,郑Z。输入饱和未知的四旋翼无人机自适应神经网络有限时间控制。非线性动力学。2019;98(3):1973‐1998. ·Zbl 1430.70036号
[25] YanK、ChenM、WuQ、WangY、ZhuR。输入饱和不确定非线性系统的规定性能容错控制。国际系统科学杂志。2020;51(2):258‐274. ·Zbl 1483.93117号
[26] 孙杰、张赫、王毅、施茨。具有时变时滞和不确定性的随机切换系统的基于耗散性的容错控制。IEEE Trans Cybern公司。2021.doi:10.1109/TCYB.2021.3068631
[27] SunJ、ZhangH、WangY、SunS。随机切换it2模糊不确定时滞非线性系统的容错控制。IEEE Trans Cybern公司。2020年doi:10.1109/TCYB.2020.2997348
[28] 刘C、岳X、杨Z。在捕获后挠性航天器的姿态控制性能方面,非脆弱控制器是否总是优于脆弱控制器?Aerosp科技公司。2021;118:107053.
[29] LiuC、VukovichG、SunZ、ShiK。具有输入延迟的航天器基于观测器的容错姿态控制。制导控制动力学杂志。2018;41(9):2041‐2053.
[30] 刘C、岳X、施克、孙姿。具有主动振动抑制功能的挠性航天器的无惯性姿态稳定。国际J鲁棒非线性控制。2019;29(18):6311‐6336. ·Zbl 1447.93257号
[31] HashemiM、AskariJ、GhaisariJ、KamaliM。一类不确定非线性系统的鲁棒自适应执行器故障补偿。国际J自动计算。2017;14(6):719‐728.
[32] NaderolasliA、HashemiM、ShojaeiK。分数阶非线性系统基于近似的自适应故障补偿反推控制:一种输出反馈方案。国际J自适应控制信号处理。2020;34(3):298‐313. ·兹比尔1469.93063
[33] 哈希米·扬巴齐夫。针对存在执行器故障和未知死区的大规模时滞系统,设计基于自适应神经控制的扰动观测器。国际J自适应控制信号处理。2021;35(2):285‐309.
[34] RosalesC、SoriaCM、RossomandoFG。基于神经网络的六直升机无人机辨识与自适应PID控制。国际J自适应控制信号处理。2019;33(1):74‐91. ·Zbl 1407.93177号
[35] LeeDJ DoukhiO。基于神经网络的四旋翼无人机鲁棒自适应确定性等效控制器。国际控制自动化系统。2019;17(9):2365‐2374.
[36] 沙赫利安·哈希米姆。高阶非线性多智能体系统的分布式鲁棒自适应控制。ISA事务。2018;74:14‐27.
[37] LiY、LiK、TongS。奇有理数正幂多输入多输出非线性系统的自适应神经网络有限时间控制。IEEE Trans Neural Netw学习系统。2020;31(7):2532‐2543.
[38] LiY、YangT、TongS。一类非线性系统的自适应神经网络有限时间最优控制。IEEE Trans Neural Netw学习系统。2019;31(11):4451‐4460。
[39] 王赫、徐克、刘普思、乔杰。非线性系统的自适应模糊快速有限时间动态表面跟踪控制。IEEE传输电路系统I Regul Pap。2021;68(10):4337‐4348.
[40] SongY、HuangX、WenC。一类未知非方MIMO非仿射系统的跟踪控制:一种基于深根信息的鲁棒自适应方法。IEEE Trans Automat控制。2015;61(10):3227‐3233.
[41] Zhang R、QuanQ、Cai K‐Y。受一类时变干扰的四旋翼飞机的姿态控制。IET控制理论应用。2011;5(9):1140‐1146.
[42] YuS、YuX、ShirinzadehB、ManZ。终端滑模机器人的连续有限时间控制。自动化。2005;41(11):1957‐1964. ·Zbl 1125.93423号
[43] TongS、Liu C、LiY。具有动态不确定性的大规模非线性系统的模糊自适应分散输出反馈控制。IEEE Trans Fuzzy系统。2010;18(5):845‐861.
[44] LuK,XiaY。有限时间收敛的刚性航天器自适应姿态跟踪控制。自动化。2013;49(12):3591‐3599. ·Zbl 1315.93045号
[45] 胡克、绍克斯。刚性航天器的平滑有限时间容错姿态跟踪控制。Aerosp科技公司。2016;55:144‐157.
[46] SongY‐D。通过PI、PD和PID控制非线性系统:稳定性和性能。CRC出版社;2018
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