基于自适应滑模的多螺旋桨浮空器容错控制

摘要：

针对多螺旋桨浮空器执行机构易发生故障的容错控制问题,同时考虑系统所受到的未知外部扰动和螺旋桨输入幅值的饱和约束,提出一种自适应滑模容错控制方法.建立浮空器的四自由度运动模型,系统分析矢量螺旋桨的故障类型,分为输出力的大小故障和矢量转角故障,得到浮空器执行机构的故障模型.基于自适应和滑模控制理论,由跟踪目标与系统当前状态偏差设计积分滑模面.针对未知外部扰动和执行机构偏移故障,设计相应的自适应律进行处理;针对螺旋桨输入饱和约束,应用Sigmoid函数设计跟踪轨迹进行处理.由此设计一种自适应滑模容错控制策略,利用Lyapunov稳定性理论证明了闭环系统的全局渐近稳定性能.以上海交通大学的多螺旋桨浮空器为模型,仿真验证了故障容错控制方法的有效性和鲁棒性.

关键词：多螺旋桨浮空器、自适应滑模控制、执行机构故障、输入饱和、外部扰动、轨迹跟踪

所属期刊栏目：42

分类号：TG142.71(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金资助项目61733017;上海浦江人才计划资助项目18PJD018;机器人国家重点实验室基金资助项目2018O13

在线出版日期：2020-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：372-380