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事件触发下的四旋翼自适应神经网络轨迹跟踪控制方法 

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申请/专利权人:中国人民武装警察部队工程大学

摘要:本发明公开了一种事件触发下的四旋翼自适应神经网络轨迹跟踪控制方法,包括位置环控制策略和姿态环控制策略;所述的位置环控制策略如下:设置固定时间滑模控制律;所述的姿态环控制策略如下:设置事件触发机制和姿态环控制器;设置自适应更新律:设置自适应固定时间虚拟控制律。本发明的方法能够有效解决现有技术存在的控制器的控制方案没有考虑收敛时间,估计未知干扰项误差大,并且无人机持续进行信号传输易造成通信负担和传统的的事件触发机制设计流程较复杂的技术问题。经与有限时间控制进行仿真对比,验证了本发明的控制方法在四旋翼无人机轨迹跟踪控制的有效性和优越性,以及降低通信负担的能力。

主权项:1.一种事件触发下的四旋翼自适应神经网络轨迹跟踪控制方法,其特征在于,包括位置环控制策略A和姿态环控制策略B;其中:所述的位置环控制策略A如下:固定时间滑模控制律设置为: 其中,m0为无人机原始质量;G=[0,0,-g]T,g为重力加速度;为期望位置加速度;定常参数k10,k20,k30,k40,k50,l0;为位置跟踪误差的导数;pe为位置跟踪误差;时变参数η1,η2η3,η4满足: 其中,定常参数0α11,β11,0α21,β21;Sp=k1η1pe+k2η2pe+ve+κpe其中,Sp为固定时间终端滑模面;ve为速度跟踪误差;定常参数κ0;所述的姿态环控制策略B如下:B1:事件触发机制和姿态环控制器设置如下: 其中,Mi为当前时刻执行机构实际控制力矩M的第ii=1,2,3个分量,为虚拟控制率的分量,t为时间;tk为第k个触发时刻;tk+1为第k+1个触发时刻,0λi1,ri为小正数;B2:自适应更新律设置为: 其中,为自适应参数估计值的导数;σ为定常参数;代表神经网络的基函数向量;为自适应参数α的估计值;Sa=k6m1+k7n1+μ1W-1Θe+Ωe其中,Sa为固定时间滑模面;定常参数k60,k70,μ10,角速度跟踪误差Ω为实际角速度;Θe为姿态跟踪误差;为期望姿态角速度;φ、θ分别为无人机的横滚角、俯仰角;α=max{||W*||,||δZZ||},代表神经网络的估计误差;时变参数m1,n1满足: 其中,0α31,β31; 其中,I是一个时变未知的惯性矩阵,满足I和有界;是期望姿态的角加速度;B3:自适应固定时间虚拟控制律设置如下: 其中,定常参数μ20;λmax=max{λ1,λ2,λ3};函数χSa=m2χ1Sa+n2χ1Sa,ε00,m20,n20; 其中,定常参数0α41,β41,saii=1,2,3分别为三个欧拉角方向上的滑膜面函数。

全文数据:

权利要求:

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