基于嵌套饱和的输入约束浮空器非线性控制

摘要

提出用嵌套饱和函数描述的控制律形式,可以同时解决速率和幅值约束的控制问题.建立浮空器的三自由度模型,将除螺旋桨推力外的其他作用力作为扰动项,进而把该系统化为类积分链式系统;基于嵌套饱和控制理论,研究了类积分链式系统的控制输入幅值及速率约束与控制器饱和函数参数的关系;以浮空器为研究对象,进行纵向和横向通道解耦控制器设计,实现控制系统输入的幅值和速率有界.利用Lyapunov稳定性原理证明了系统的全局稳定性,分析了可调控制器参数对改善系统的动态性能的影响,在考虑风扰动的情况下,仿真验证了控制器的有效性和鲁棒性.