二旋翼飞行器有限时间自适应滑模控制器设计与实现

发布时间：2021-10-15 00:39

　　飞行器具有机动性能强,响应速度快以及动态品质良好等特性,已经被广泛应用于社会生活的各个方面。其中,姿态控制问题是飞行器控制的关键问题之一。飞行器系统中存在的模型不确定和外部扰动等问题可能会对飞行器姿态控制系统的稳定性和控制精度造成严重影响。针对存在模型不确定性以及外部扰动的二旋翼飞行器系统,设计有限时间自适应滑模控制器,改善飞行器姿态控制性能。本文的主要研究内容概况如下:（1）针对存在扰动和不确定的二旋翼飞行器姿态跟踪问题,提出一种基于快速终端滑模的有限时间自适应控制策略。构造快速终端滑模面,并采用连续的二次函数,避免奇异值问题。设计有限时间控制器,保证系统姿态跟踪误差的有限时间收敛。设计参数自适应律,实现对不确定干扰上界的估计和补偿。通过李雅普诺夫稳定性分析证明姿态跟踪误差能够在有限时间内达到一致最终有界。最后,通过数值仿真以及二旋翼飞行器实验验证所提控制策略的有效性。（2）为了提高二旋翼飞行器的稳态跟踪精度,提出一种复合有限时间自适应滑模控制策略。通过在有限时间滑模面上加入积分项,构造复合有限时间滑模面,并分析误差变量收敛过程。设计有限时间自适应控制器,并通过李亚普诺夫稳定理论证明... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及研究意义
    1.2 飞行器姿态控制研究现状与发展趋势
        1.2.1 PID控制
        1.2.2 自抗扰控制
        1.2.3 自适应控制
        1.2.4 滑模控制
        1.2.5 有限时间控制
    1.3 本文研究内容及章节安排
第二章 二旋翼飞行器模型及预备知识
    2.1 引言
    2.2 二旋翼飞行器机械结构及控制原理
    2.3 二旋翼飞行器系统建模
    2.4 相关知识和引理
    2.5 本章小结
第三章 二旋翼飞行器快速终端自适应滑模控制
    3.1 引言
    3.2 滑模面设计
    3.3 控制器设计
    3.4 稳定性分析
    3.5 仿真结果与分析
    3.6 本章小结
第四章 二旋翼飞行器复合有限时间自适应滑模控制
    4.1 引言
    4.2 滑模面设计
    4.3 控制器设计
    4.4 稳定性分析
    4.5 仿真结果与分析
    4.6 本章小结
第五章 二旋翼飞行器复合固定时间自适应滑模控制
    5.1 引言
    5.2 滑模面设计
    5.3 控制器设计
    5.4 稳定性分析
    5.5 仿真结果与分析
    5.6 本章小结
第六章 二旋翼飞行器控制实验
    6.1 引言
    6.2 二旋翼飞行器控制系统介绍
    6.3 二旋翼飞行器实验结果及分析
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
    1 作者简历
    2 攻读硕士学位期间发表的学术论文
    3 参与的科研项目及获奖情况
    4 发明专利
学位论文数据集



本文编号：3437109