摘要：针对带有模型不确定和外部干扰的两旋翼飞行器,提出一种基于快速终端滑模面的有限时间自适应姿态控制方法,保证两旋翼飞行器对期望姿态角度的有限时间跟踪;构造快速终端滑模面,并设计分段连续函数避免滑模变量求导产生的奇异值问题;在此基础上,设计有限时间姿态控制器,并设计系统不确定上界的自适应更新律,抵消模型不确定性和外部干扰的影响;经李雅普诺夫方法证明滑模变量、姿态角误差、角速度误差等闭环信号最终一致有界,且有限时间收敛至平衡点邻域,收敛时间与系统状态变量初始值有关;最后,采用了矩形波和S曲线作为设定信号,设计相应的跟踪实验,并在两旋翼飞行器平台上验证所提控制方法的有效性,且分析双曲正切函数对系统控制输入影响,经实验测试其可减少系统颤振现象。

摘要：针对传统的滑模观测器在缆控水下机器人(ROV)系统状态估计与故障重构过程中存在渐近收敛、无法及时准确重构故障信号的问题,提出一种基于自适应快速终端滑模观测器(adaptive fast terminal sliding mode observer)的故障检测和控制优化方法。建立带有推进器故障、未知外界干扰和模型参数不确定性等复合干扰的ROV系统故障模型;设计具有自适应特性的快速终端滑模控制器,保证所有的状态估计误差在有限时间内收敛;通过等效输出误差注入法对推进器引起的故障进行估计重构。采用Lyapunov稳定性理论验证控制系统的稳定性,仿真结果表明,所设计的故障检测方法能够快速检测和重构故障,保证ROV系统较高的跟踪精度,并通过实验验证了所提算法的有效性。

摘要：基于一致性算法,在有向通讯拓扑下,研究存在状态约束的多航天器系统分布式有限时间姿态协同跟踪控制问题.在仅有部分跟随航天器可以获取领航航天器状态,并且跟随航天器之间存在不完全信息交互的情形下,设计了分布式快速终端滑模面,提出了不依赖于模型的分布式有限时间姿态协同跟踪控制律.根据有限时间Lyapunov稳定性定理,证明了系统的状态在有限时间内收敛于领航航天器状态的小邻域内.最后通过仿真算例验证了所提出算法的有效性.