四旋翼飛行器自適應控制
何熊熊,陶玫玲
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商品描述
本書系統地介紹了四旋翼飛行器自適應控制的先進設計方法，是作者多年來從事飛行器控制科研工作的結晶，同時融入了作者近年來所取得的最新成果。本書以四旋翼飛行器的自適應控制為論述對象，共包括7章，分別針對四旋翼飛行器姿態鎮定和跟蹤問題，研究有限時間或固定時間自適應姿態控制策略，實現系統狀態和跟蹤誤差的有限時間或固定時間收斂。本書各部分內容及具體方案滿足科學研究的層層遞進關系,內容既有所側重又能夠把握好內在統一，使得研究方案與關鍵技術之間緊密聯系、相互貫通、相互作用。
目錄大綱
目錄
前言
外文符號與縮寫列表
第1章 緒論 1
1.1 四旋翼飛行器 1
1.2 無人飛行器姿態控制的主要問題與挑戰 5
1.3 研究現狀 6
1.4 本書的主要工作 12
參考文獻 14
第2章 四旋翼飛行器姿態數學模型 21
2.1 引言 21
2.2 參考坐標系和坐標變換 21
2.3 姿態描述 23
2.3.1 歐拉角 23
2.3.2 單位四元數 23
2.3.3 歐拉角與四元數轉換關系 25
2.4 姿態動力學和運動學模型 25
2.5 姿態跟蹤誤差模型 26
2.6 本章小結 27
參考文獻 27
第3章 RBF網絡的有限時間自適應姿態控制 28
3.1 引言 28
3.2 問題描述 29
3.3 RBF網絡的有限時間自適應控制 32
3.3.1 非奇異終端滑模面設計 32
3.3.2 控制器和自適應更新律設計 34
3.4 穩定性分析 35
3.5 模擬結果及分析 40
3.5.1 固定歐拉角跟蹤 41
3.5.2 正弦波跟蹤 46
3.6 本章小結 50
參考文獻 50
第4章 增強型雙冪次趨近律的固定時間姿態控制 53
4.1 引言 53
4.2 問題描述 54
4.2.1 系統描述 54
4.2.2 執行器多故障模型 57
4.2.3 相關引理 58
4.3 增強型雙冪次趨近律的固定時間自適應控制 58
4.3.1 固定時間終端滑模面設計 58
4.3.2 增強型雙冪次趨近律設計 60
4.3.3 控制器和自適應更新律設計 61
4.4 穩定性分析 62
4.5 模擬結果及分析 66
4.6 本章小結 76
參考文獻 76
第5章 執行器飽和與故障的非奇異固定時間姿態控制 79
5.1 引言 79
5.2 問題描述 80
5.2.1 系統描述 80
5.2.2 執行器飽和與故障模型 81
5.2.3 模糊邏輯系統 83
5.2.4 相關引理 84
5.3 非奇異固定時間模糊自適應控制 84
5.3.1 非奇異固定時間滑模面設計 84
5.3.2 輔助函數設計 86
5.3.3 控制器和自適應更新律設計 88
5.4 穩定性分析 89
5.5 模擬結果及分析 95
5.6 本章小結 98
參考文獻 98
第6章 參數估計誤差的四旋翼飛行器非奇異固定時間姿態控制 101
6.1 引言 101
6.2 問題描述 102
6.2.1 系統描述 102
6.2.2 相關引理 103
6.3 參數估計誤差的非奇異固定時間自適應控制 103
6.3.1 非奇異固定時間滑模面設計 103
6.3.2 控制器和濾波器設計 105
6.3.3 自適應更新律設計 107
6.4 穩定性分析 110
6.5 模擬結果及分析 113
6.6 本章小結 117
參考文獻 118
第7章 實驗結果及分析 120
7.1 引言 120
7.2 四旋翼飛行器實驗平臺 121
7.3 實驗結果 123
7.3.1 實驗結果一 123
7.3.2 實驗結果二 135
7.4 本章小結 142
參考文獻 142
彩圖
前言
外文符號與縮寫列表
第1章 緒論 1
1.1 四旋翼飛行器 1
1.2 無人飛行器姿態控制的主要問題與挑戰 5
1.3 研究現狀 6
1.4 本書的主要工作 12
參考文獻 14
第2章 四旋翼飛行器姿態數學模型 21
2.1 引言 21
2.2 參考坐標系和坐標變換 21
2.3 姿態描述 23
2.3.1 歐拉角 23
2.3.2 單位四元數 23
2.3.3 歐拉角與四元數轉換關系 25
2.4 姿態動力學和運動學模型 25
2.5 姿態跟蹤誤差模型 26
2.6 本章小結 27
參考文獻 27
第3章 RBF網絡的有限時間自適應姿態控制 28
3.1 引言 28
3.2 問題描述 29
3.3 RBF網絡的有限時間自適應控制 32
3.3.1 非奇異終端滑模面設計 32
3.3.2 控制器和自適應更新律設計 34
3.4 穩定性分析 35
3.5 模擬結果及分析 40
3.5.1 固定歐拉角跟蹤 41
3.5.2 正弦波跟蹤 46
3.6 本章小結 50
參考文獻 50
第4章 增強型雙冪次趨近律的固定時間姿態控制 53
4.1 引言 53
4.2 問題描述 54
4.2.1 系統描述 54
4.2.2 執行器多故障模型 57
4.2.3 相關引理 58
4.3 增強型雙冪次趨近律的固定時間自適應控制 58
4.3.1 固定時間終端滑模面設計 58
4.3.2 增強型雙冪次趨近律設計 60
4.3.3 控制器和自適應更新律設計 61
4.4 穩定性分析 62
4.5 模擬結果及分析 66
4.6 本章小結 76
參考文獻 76
第5章 執行器飽和與故障的非奇異固定時間姿態控制 79
5.1 引言 79
5.2 問題描述 80
5.2.1 系統描述 80
5.2.2 執行器飽和與故障模型 81
5.2.3 模糊邏輯系統 83
5.2.4 相關引理 84
5.3 非奇異固定時間模糊自適應控制 84
5.3.1 非奇異固定時間滑模面設計 84
5.3.2 輔助函數設計 86
5.3.3 控制器和自適應更新律設計 88
5.4 穩定性分析 89
5.5 模擬結果及分析 95
5.6 本章小結 98
參考文獻 98
第6章 參數估計誤差的四旋翼飛行器非奇異固定時間姿態控制 101
6.1 引言 101
6.2 問題描述 102
6.2.1 系統描述 102
6.2.2 相關引理 103
6.3 參數估計誤差的非奇異固定時間自適應控制 103
6.3.1 非奇異固定時間滑模面設計 103
6.3.2 控制器和濾波器設計 105
6.3.3 自適應更新律設計 107
6.4 穩定性分析 110
6.5 模擬結果及分析 113
6.6 本章小結 117
參考文獻 118
第7章 實驗結果及分析 120
7.1 引言 120
7.2 四旋翼飛行器實驗平臺 121
7.3 實驗結果 123
7.3.1 實驗結果一 123
7.3.2 實驗結果二 135
7.4 本章小結 142
參考文獻 142
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