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第42卷第3期控制理论与应用Vol.42No.3
2025年3月ControlTheoryApplicationsMar.2025
四四四旋旋旋翼翼翼飞飞飞行行行器器器预预预定定定时时时间间间自自自适适适应应应轨轨轨迹迹迹跟跟跟踪踪踪控控控制制制
朱官超,崔国增,马倩,李泽
(1.苏州科技大学电子与信息工程学院,江苏苏州215009;2.南京理工大学自动化学院,江苏南京210094)
摘要:针对具有外部扰动和动态不确定性的四旋翼飞行器,本文提出了基于指令滤波反步法的预定时间自适应
轨迹跟踪控制方案.通过引入指令滤波和构建非光滑误差补偿机制,有效地解决了“复杂性爆炸”的问题,并且在预
定的时间内移除了滤波误差对系统性能的影响.所提出的预定时间自适应轨迹跟踪控制方案保证了闭环系统实际
预定时间稳定,且闭环信号是预定时间有界的.通过调整控制参数,可以使得位置和姿态跟踪误差在预定的时间内
收敛到原点附近的邻域内.最后,通过仿真算例验证了所提出的预定时间控制算法的有效性和优越性.
关键词:四旋翼飞行器;预定时间控制;指令滤波反步法
引用格式:朱官超,崔国增,马倩,等.四旋翼飞行器预定时间自适应轨迹跟踪控制.控制理论与应用,2025,42(3):
601–608
DOI:10.7641/CTA.2023.30522
Predefined-timeadaptivetrajectorytrackingcontrolfor
aquadrotorUAV
ZHUGuan-chao,CUIGuo-zeng,MAQian,LIZe
(1.SchoolofElectronicandInformationEngineering,SuzhouUniversityofScienceandTechnology,SuzhouJiangsu215009,China;
2.SchoolofAutomation,NanjingUniversityofScienceandTechnology,NanjingJiangsu210094,China)
Abstract:Thispaperproposesacommandfilter-basedpredefined-timeadaptivetrajectorytrackingcontrolschemefor
aquadrotorunmannedaerialvehicle(UAV)withexternaldisturbancesanddynamicuncertainties.Byintroducingthe
commandfilterandconstructingthenonsmootherrorcompensationmechanism,the“explosionofcomplexity”problemis
effectivelyaddressedaswellastheinfluenceoffilterederrorforthesystemperformanceiseliminatedinapredefinedtime.
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