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基于对数增强型指数趋近律和快速终端滑模面的四旋翼飞行器有限时间控制方法
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2024-09-13 11:17:56
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2024-09-13 11:17:56
为了克服传统滑模面无法实现有限时间控制以及进一步加快趋近律的趋近速度和减小抖振的问题，本发明采用了快速终端滑模控制以及基于对数增强型指数趋近律，通过切换控制的思想避免了奇异性问题，加快了系统到达滑模面的趋近速度，减小了抖振，实现了有限时间控制。
一种基于对数增强型指数趋近律和快速终端滑模面的四旋翼飞行器有限时间控制方法，包括以下步骤：步骤1，确定从基于四旋翼飞行器的机体坐标系到基于地球的惯性坐标系的转移矩阵；步骤2，根据牛顿欧拉公式分析四旋翼飞行器动力学模型；步骤3，计算跟踪误差，根据快速终端滑模面以及其一阶导数设计控制器。本发明针对四旋翼飞行器系统，结合基于对数增强型指数趋近律滑模控制以及快速终端滑模控制，不但能在远离滑模面时能增加趋近速度，并且能减小抖振，提高系统的快速性和鲁棒性，实现快速稳定控制，同时能实现跟踪误差的有限时间控制，解决了传统滑模面中只有当时间趋于无穷，跟踪误差才趋向0的问题。
基于对数增强型指数趋近律和快速终端滑模面的四旋翼飞行器有限时间控制方法，具有较好的应用前景。这种方法能够提高四旋翼飞行器的快速性和鲁棒性，实现快速稳定控制，同时能实现跟踪误差的有限时间控制，解决了传统滑模面中只有当时间趋于无穷，跟踪误差才趋向0的问题。
在实际应用中，这种方法可以用于无人机、无人驾驶等领域，提高飞行器的控制精度和稳定性，从而更好地完成各种任务。此外，该方法还可以应用于机器人、机械臂等领域，实现更加精确和快速的控制。
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本发明的技术构思为：针对四旋翼飞行器系统，结合指数趋近律滑模控制以及快速终端滑模控制，设计了一种基于对数增强型指数趋近律和快速终端滑模面的四旋翼飞行器有限时间控制方法。快速终端滑模面能实现跟踪误差的有限时间控制，解决了传统滑模面中时间趋于无穷，误差才趋向0的问题。基于对数增强型趋近律不但能在远离滑模面时能增加趋近速度，并且能减小抖振，提高系统的快速性和鲁棒性，实现快速稳定控制。
本发明的有益效果为：增强了系统的鲁棒性，与传统的指数趋近律滑模控制相比，不但能在远离滑模面时能增加趋近速度，并且能减小抖振，缩短了滑动模态的到达时间，从而使系统更快地实现稳定收敛。除此之外，本发明利用快速终端滑模，解决了传统滑模面中时间趋于无穷，误差才趋向0的问题，实现了有限时间控制。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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