一种四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法

技术特征：

1.一种四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s1中，四旋翼无人机动力学模型为：

3.根据权利要求2所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s1中，状态空间方程表述为：

4.根据权利要求3所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s2具体包括：构造单调递减连续且可导的有限时间预设性能函数约束跟踪误差e1i(t)＝νi-νid，其中νid为参考轨迹，有限时间预设性能函数表示为

5.根据权利要求4所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s3中，坐标变换方程为

6.根据权利要求5所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s4中，针对四旋翼无人机姿态子系统和位置子系统的第一级子系统构造的李雅普诺夫函数vi,1为

7.根据权利要求6所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s4中，虚拟控制函数αi、误差补偿信号κi,1、自适应律和自适应律设计公式如下：

8.根据权利要求7所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s5中，针对四旋翼无人机姿态子系统和位置子系统的第二级子系统构造的李雅普诺夫函数vi为

9.根据权利要求8所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s5中，自触发控制机制的触发规则表示为：

10.根据权利要求9所述四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，其特征在于，步骤s5中，误差补偿信号ki,2、自适应律以及自适应律的设计公式如下：

技术总结
本发明公开了一种四旋翼无人机的跟踪控制器设计方法，包括：建立含有外部未知扰动和执行器故障的四旋翼无人机动力学模型，引入有限时间预设性能函数约束跟踪误差，进行等效误差变换，基于自适应指令滤波反推控制技术，构造坐标变换，将四旋翼无人机姿态子系统和位置子系统分解为两级子系统，构建两级子系统相应的李雅普诺夫函数，设计虚拟控制函数、误差补偿信号、自适应律和有限时间预设性能弹性轨迹跟踪控制器。本发明所设计的控制器能保证整个四旋翼无人机姿态子系统和位置子系统的所有信号都是有限时间有界，能有效改善四旋翼无人机系统的暂态性能和稳态性能，能保证在四旋翼无人机发生执行器故障的情况下，仍然迅速、精准地跟踪参考轨迹。

技术研发人员：宋晓娜,吴承霖,宋帅,张雷鸣,冯博洋,李阁强,孙鹏,郑丹菁
受保护的技术使用者：河南科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15