控制理论与应用

作者：张思洁,吴怀宇,郑秀娟

单位：武汉科技大学,武汉科技大学,武汉科技大学

关键词：容错控制; 快速终端滑模控制; 无人机; 执行器故障

基金：国家自然科学基金项目(62073250, 62003249, 62173262)资助.

本文主要研究了四旋翼无人机在外部干扰、执行器存在部分失效和偏置故障并发情况下有限时间轨迹跟踪的控制问题. 通过分析四旋翼无人机动力学特性, 构建了带有外部干扰、执行器机构故障的动力学模型. 基于鲁棒全局快速终端滑模控制算法, 设计了一种有限时间容错控制器, 提高了系统对故障的响应速度. 其次, 针对常值/时变故障和干扰，在控制器设计中采用改进的连续函数进行补偿, 减少了由切换函数引起的系统抖振, 并基于Lyapunov函数对控制器的稳定性进行了分析. 最后, 通过仿真实验验证了所设计控制器的有效性和可靠性, 同时存在执行器故障和外部干扰的情况下, 无人机能够实现较好的轨迹跟踪性能.

来源：2023年第7期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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