[发明专利]一种四旋翼飞行器跟踪无人水面船的控制方法

摘要

本发明提供一种四旋翼飞行器跟踪无人水面船的控制方法。本发明方法，包括如下步骤：建立无人水面船的运动学模型；建立四旋翼飞行器的运动学模型，其包括四旋翼飞行器的运动状态信息；设计无人水面船控制器，包括：设计无人水面船实际状态向量与期望状态向量之间的跟踪误差，设计基于积分滑模技术的无人水面船控制律；设计四旋翼飞行器的有限时间观测器、设计基于反步技术的外环控制器、设计基于积分滑模技术的内环控制器。本发明将反步技术、积分滑模技术融入有限时间观测器中，克服了外部扰动和系统不确定性等多变扰动导致的无人跟踪控制系统的不稳定性，有限时间观测器保证了系统趋于稳定的速度和精度，增强了系统的鲁棒性和精确性。

主权项

1.一种四旋翼飞行器跟踪无人水面船的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、建立无人水面船的运动学模型，其包括无人水面船的运动状态信息；S2、建立四旋翼飞行器的运动学模型，其包括四旋翼飞行器的运动状态信息；所述运动状态信息包括位置状态信息和姿态信息；S3、设计无人水面船控制器，包括：设计无人水面船实际状态向量与期望状态向量之间的跟踪误差，设计基于积分滑模技术的无人水面船控制律；S4、设计四旋翼飞行器控制器，包括：设计有限时间观测器，其用于在有限时间精确的辨识复杂未知动态；设计基于反步技术的外环控制器，其用于实现对四旋翼飞行器位置子系统稳定控制，具体地，通过四旋翼飞行器的空间位置状态变化跟踪无人水面船同方向的位置误差，设计位置变化的虚拟控制律；设计基于积分滑模技术的内环控制器，其用于实现对四旋翼飞行器姿态子系统进行精确控制，具体地，通过设计期望姿态和实际姿态的误差，设计姿态的控制律。