四旋翼无人机固定时间保性能容错跟踪控制器设计方法

专利主权项内容

1.一种四旋翼无人机固定时间保性能容错跟踪控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立六自由度四旋翼无人机系统的动力学模型，考虑执行器故障情况，将六自由度四旋翼无人机系统的动力学模型概括为一般表达式；S2、引入固定时间保性能函数，约束基于一般表达式，六自由度四旋翼无人机系统产生的跟踪误差e(t)，利用误差转换函数和等式关系/>将受不等式约束的跟踪误差e(t)转换为不受约束的等效误差h(t)；i, 1i, 1iS3、根据等效误差h(t)，基于自适应指令滤波反推控制法构建坐标变换方程，引入分数阶指令滤波器，加入误差补偿机制；iS4、基于坐标变换方程，针对六自由度四旋翼无人机系统的姿态子系统和位置子系统，构造第一步李雅普诺夫函数V，设计使六自由度四旋翼无人机系统的姿态子系统和位置子系统的固定时间稳定的第一虚拟控制律α和第一误差补偿信号通过第一步李雅普诺夫函数V的时间导数确认设计的第一虚拟控制律α和第一误差补偿信号/>是否使六自由度四旋翼无人机系统的姿态子系统和位置子系统的固定时间稳定；1i, 11i, 1S5、基于第一步李雅普诺夫函数V构造第二步李雅普诺夫函数V，结合相对阈值事件触发控制机制和双曲正切函数，设计使六自由度四旋翼无人机系统的姿态子系统和位置子系统的固定时间稳定的非奇异固定时间跟踪控制器第二虚拟控制律α和第二误差补偿信号/>通过第二步李雅普诺夫函数V的时间导数确认设计的非奇异固定时间跟踪控制器/>第二虚拟控制律α和第二误差补偿信号/>是否使六自由度四旋翼无人机系统的姿态子系统和位置子系统的固定时间稳定；12i, 22i, 2S6、基于第二步李雅普诺夫函数V构造第三步李雅普诺夫函数V，设计满足固定时间有界的第一、二、三自适应律通过第二步李雅普诺夫函数V的时间导数确认设计的第一、二、三自适应律/>是否满足固定时间有界；233S7、基于第一误差补偿信号和第二误差补偿信号/>构造第四步李雅普诺夫函数V，确保整体闭环系统的固定时间稳定，实现六自由度四旋翼无人机系统对参考轨迹的快速跟踪。4