多执行器故障条件下植保无人机的自适应鲁棒容错控制

来源：中国农机化学报杂志2024年第10期北京时间：

作者：李园园, 侯宝顺, 朱书慧

单位：(1. 郑州升达经贸管理学院信息工程学院，郑州市，451191；2. 河南大学计算机与信息工程学院，河南开封，475001)

摘要：针对多执行器故障条件下难以保证植保无人机的高度与姿态的准确控制问题，提出一种多执行器故障条件下植保无人机自适应鲁棒容错控制算法。在建立植保无人机高度、姿态动力学模型和执行器故障模型的基础上，基于非线性back‑stepping自适应控制原理，设计一种无需故障检测和隔离机制的非线性高度和姿态自适应容错控制器。通过容错控制器的自适应性保证多个执行器故障下植保无人机在高度与姿态上的跟踪控制性能，利用鲁棒控制保证系统在建模不确定性条件下的稳定性。结果表明，在单执行器故障条件下植保无人机的高度和姿态跟踪的最大误差分别为0.13 m和[±3.26° ±2.71° ±1.16°]，在多执行器故障条件下植保无人机的高度和姿态跟踪的最大误差分别为0.21 m和[±3.11° ±4.75° ±3.07°]，本文方法能够有效保证植保无人机的高度和姿态跟踪的跟踪性能，且跟踪误差渐近收敛。

关键词：植保无人机,执行器故障,鲁棒容错控制,稳定性

基金资助：中国高校产学研创新基金项目（2021ITA10018）；河南省高等学校重点科研项目（22A880004）；河南省教育厅教师教育课程改革研究项目（2022—JSJYYB—017）