具有定量超调约束的四旋翼无人机预设性能控制

摘要

针对具有时变扰动的四旋翼无人机的超调定量约束问题，提出了一种基于新型时变障碍Lyapunov函数的预设性能神经网络自适应控制方法.首先，对四旋翼无人机的超调约束问题进行分析，针对超调约束问题，提出一种新型时变障碍Lyapunov函数，所提出的新型时变障碍Lyapunov函数能够对系统施加连续的非对称约束，从而更精细的约束系统的行为，丰富了预设性能边界的设置形式.其次，设计新型的管状预设性能边界函数，进而对系统输出的超调量施加定量约束，并且满足稳态性能要求.在此基础上，通过反演法设计反馈控制律和神经网络自适应律，保证系统的性能约束.最后，基于Lyapunov函数稳定性理论证明所有闭环信号的一致最终有界性，并通过数值仿真进行实验对比，对所提出方法的有效性进行验证.仿真结果表明，所提出的控制律能够实现对于四旋翼无人机超调的定量约束.

关键词

自适应控制 / 神经网络 / 障碍Lyapunov / 超调约束 / 四旋翼无人机

基金资助

国家自然科学基金资助项目（62263030）; 新疆维吾尔自治区自然科学基金资助项目（2023D01C187）; 新疆维吾尔自治区“天山英才”培养计划