基于快速终端滑模面的两旋翼飞行器有限时间姿态控制

来源：计算机测量与控制杂志2020年第9期北京时间：

作者：沈林武,陈强,陶玫玲,何熊熊

单位：浙江工业大学信息工程学院

摘要：针对带有模型不确定和外部干扰的两旋翼飞行器，提出一种基于快速终端滑模面的有限时间自适应姿态控制方法，保证两旋翼飞行器对期望姿态角度的有限时间跟踪。构造快速终端滑模面，并设计分段连续函数避免滑模变量求导产生的奇异值问题。在此基础上，设计有限时间姿态控制器，并设计系统不确定上界的自适应更新律，抵消模型不确定性和外部干扰的影响。经李雅普诺夫方法证明滑模变量、姿态角误差、角速度误差等闭环信号最终一致有界，且有限时间收敛至平衡点邻域，收敛时间与系统状态变量初始值有关。最后，采用了矩形波和 曲线作为设定信号，设计相应的跟踪实验，并在两旋翼飞行器平台上验证所提控制方法的有效性，且分析双曲正切函数对系统控制输入影响，经实验测试其可减少系统颤振现象。

关键词：姿态控制;快速终端滑模面;两旋翼飞行器;有限时间收敛

基金资助：国家自然科学基金面上项目(61873239, 61973274)