[发明专利]一种基于复合快速终端滑模的二旋翼飞行器有限时间自适应控制方法

摘要

一种基于复合快速终端滑模的二旋翼飞行器有限时间自适应控制方法，所述控制方法包括以下步骤：步骤1，建立二旋翼飞行器系统的动态模型，初始化系统状态、采样时间以及控制参数，步骤2，计算跟踪位置误差，设计复合快速终端滑模面，步骤3，设计有限时间自适应滑模控制器，步骤4，设计李雅普诺夫函数。本发明在二旋翼飞行器系统存在不确定性和干扰的情况下，实现了二旋翼飞行器的有限时间一致最终有界，提高了二旋翼飞行器的稳定性。

主权项

1.一种基于复合快速终端滑模的二旋翼飞行器有限时间自适应控制方法，其特征在于，所述控制方法包括以下步骤：步骤1，建立二旋翼飞行器系统的动态模型，初始化系统状态、采样时间以及控制参数，过程如下：二旋翼飞行器系统的动态模型表达形式简化为以下形式其中，x₁、x₂和分别为二旋翼飞行器的位置、速度和加速度；f(x₁,x₂)是一个光滑的非线性函数，表示整个系统的不确定性和扰动；u表示控制输入信号，b表示一个正常数；步骤2，计算跟踪位置误差，设计复合快速终端滑模面，过程如下：2.1定义跟踪误差以及一阶微分：e₁＝x₁‑x_d                 (2)其中，x_d、表示期望信号以及期望信号的一阶微分，e₁表示跟踪位置误差，e₂表示跟踪速度误差；2.2设计复合快速终端滑模面：构造一个误差变量σ：利用误差变量σ构造复合快速终端滑模面：其中，c₁、c₂、λ₁、λ₂表示正常数，且0＜α＜1；对式(5)求一阶微分，在将式(1)‑(4)代入其中得到：其中，满足其中，ρ₀、ρ₁、ρ₂分别表示一个正常数；步骤3，设计有限时间自适应滑模控制器，过程如下：3.1设计有限时间滑模控制器：其中，k₁、k₂表示两个正常数，表示ρ_i的估计值，i＝0,1,2，sgn(s)表示符号函数；3.2设计参数的自适应更新律：其中，表示的一阶微分，β_i＞0，i＝0,1,2；步骤4，设计李雅普诺夫函数：其中，对式(12)求一阶微分，得到的形式；对式(13)求一阶微分，得到的形式；其中ε＝min{2bk₁,β₀,β₁,β₂}，min表示集合中最小的一个元素；χ₁＝‑2bk₁，ζ表示正常数，满足基于以上结果，判定s，e₁，e₂是有限时间一致最终有界。