考虑输入输出受限的无人机自适应滑模容错控制

摘要

针对存在执行器故障、控制输入饱和与状态约束的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)姿态控制系统,提出一种新的基于反步法的具有有限时间收敛的自适应滑模姿态容错控制方法.首先,为了抑制执行器故障以及外部干扰的影响,采用自适应和干扰观测器技术,实现对干扰的双重抑制.然后,设计动态辅助系统与障碍Lyapunov函数,证明在输入饱和与状态约束的条件下,闭环姿态控制系统可以在有限时间内稳定,且系统中所有信号最终是有界的.最后,对于小型无人系统的姿态跟踪问题进行性能仿真与对比仿真研究.仿真结果表明,所提出的容错控制方法能够保证在执行机构发生故障时控制系统的有效性,并且该方法具有良好的性能.