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申请/专利权人：齐鲁工业大学(山东省科学院)

摘要：本发明涉及四旋翼飞行器控制技术领域，公开了基于神经网络的四旋翼飞行器姿态控制方法及系统，方法包括：构建四旋翼飞行器的动态模型，对所述四旋翼飞行器的动态模型进行简化，得到简化模型；基于神经网络，对四旋翼飞行器的扰动干扰进行估计，得到四旋翼飞行器的扰动干扰估计值；基于四旋翼飞行器的扰动干扰估计值，构建漏斗姿态控制器；基于李雅普诺夫函数，对漏斗姿态控制器的漏斗变量、四旋翼飞行器的角速度误差、神经网络最优权重向量以及神经网络中的有界干扰进行验证；基于漏斗姿态控制器，对四旋翼飞行器的飞行过程进行控制。解决了四旋翼飞行器系统的扰动抑制和渐近轨迹跟踪问题，并考虑了系统的收敛时间、超调和稳态精度等性能。

主权项：1.基于神经网络的四旋翼飞行器姿态控制方法，其特征是，包括：构建四旋翼飞行器的动态模型，对所述四旋翼飞行器的动态模型进行简化，得到简化模型；所述简化模型，包括：四旋翼飞行器的扰动干扰；基于神经网络，对四旋翼飞行器的扰动干扰进行估计，得到四旋翼飞行器的扰动干扰估计值；基于四旋翼飞行器的扰动干扰估计值，构建漏斗姿态控制器；基于李雅普诺夫函数，对漏斗姿态控制器的漏斗变量、四旋翼飞行器的角速度误差、神经网络最优权重向量以及神经网络中的有界干扰进行验证；基于漏斗姿态控制器，对四旋翼飞行器的飞行过程进行控制；基于四旋翼飞行器的扰动干扰估计值，构建漏斗姿态控制器，包括：将姿态位置跟踪误差以及速度误差定义如下： ；其中，表示四旋翼飞行器动态模型中姿态状态的参考轨迹信号，表示四旋翼飞行器在滚转角、俯仰角和偏航角的角速度的参考轨迹信号；设计在有限时间段内将姿态位置跟踪误差限制在预定的漏斗包络内： ；其中，表示漏斗函数的负数，表示漏斗函数；漏斗函数，表示为：；其中，，，表示漏斗函数所用的参数，，，为正常数，表示四旋翼飞行器所用时间；为了分析误差信号与漏斗包络的稳定性，构建漏斗变量： ；其中，表示姿态位置跟踪误差，表示漏斗函数，对微分得到： ；其中，表示漏斗变量的导数，表示态位置跟踪误差的导数，表示漏斗函数的导数，表示四旋翼飞行器各个角的角速度，表示四旋翼飞行器各个角的参考速度信号，与是中间变量；其中，为了方便，分别将，表示为： ； ；为了稳定漏斗变量，参考速度信号表示为： ；其中，表示正常数参数，表示的倒数，表示漏斗变量，表示姿态状态的导数；结合上述等式，得到，，： ；其中，表示漏斗变量的导数，表示四旋翼飞行器各个角角速度误差的导数，表示输入信号，表示正常数参数，表示漏斗变量，表示四旋翼飞行器各个角的角速度误差，表示正常数参数，表示四旋翼飞行器各个角的参考速度信号的导数，表示基于神经网络的自适应控制功能函数，表示四旋翼飞行器各个角受到扰动的总集合；其中，，；其中，表示正常数参数，表示四旋翼飞行器各个角的角速度误差，表示漏斗变量，表示的估计值，表示激活函数向量，表示正常数参数；，为正常数，是的估计值，表示神经网络中的有界干扰，是的上界估计值，且， ； ；其中，表示的估计值的导数，，表示神经网络中的自适应权重，表示四旋翼飞行器各个角的角速度误差，表示激活函数向量，表示神经网络的近似误差，表示一个限制范围，其中，和代表神经网络中的自适应权重且，；综合得到；表示四旋翼飞行器各个角的角速度误差的导数，表示正常数参数，表示基于神经网络的自适应控制功能函数，表示四旋翼飞行器各个角受到扰动的总集合。

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