无人直升机的自适应动态面轨迹跟踪控制

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2013.05.001

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2013, Vol. 41 ›› Issue (5): 1-8.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2013.05.001

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无人直升机的自适应动态面轨迹跟踪控制

贺跃帮裴海龙^† 叶祥张谦

华南理工大学自主系统与网络控制教育部重点实验室，广东广州 510640

收稿日期:2012-08-05 修回日期:2012-10-19 出版日期:2013-05-25 发布日期:2013-04-01
通信作者: 裴海龙(1965-)，男，教授，博士生导师，主要从事非线性控制及人工神经网络研究． E-mail:auhlpei@scut.edu.cn
作者简介:贺跃帮(1983-)，男，博士生，主要从事无人直升机自主控制研究．E-mail:heyuebang@gmail．com
基金资助:
国家自然科学基金重点项目( 60376024， 61174053) ; 教育部科技创新工程重大项目( 7080690)

Trajectory Tracking Control of Unmanned Helicopters by Using Adaptive Dynamic Surface Approach

He Yue-bang Pei Hai-long Ye Xiang Zhang Qian

Key Laboratory of Autonomous Systems and Networked Control of the Ministry of Education,South China University of Technology,Guangzhou 510640,Guangdong,China

Received:2012-08-05 Revised:2012-10-19 Online:2013-05-25 Published:2013-04-01
Contact: 裴海龙(1965-)，男，教授，博士生导师，主要从事非线性控制及人工神经网络研究． E-mail:auhlpei@scut.edu.cn
About author:贺跃帮(1983-)，男，博士生，主要从事无人直升机自主控制研究．E-mail:heyuebang@gmail．com
Supported by:
国家自然科学基金重点项目( 60376024， 61174053) ; 教育部科技创新工程重大项目( 7080690)

摘要/Abstract

摘要： 针对无人直升机模型阶数较高、负载变化大等问题，提出了一种基于自适应动态面的控制方法．该方法用一阶线性滤波器来估计虚拟控制信号的导数，显著简化了控制器的设计过程．此外，通过对无人机重量的自适应在线估计，保证了闭环系统在有负载变化下的稳定性，并基于李雅普诺夫稳定性理论，证明了轨迹跟踪误差半全局一致最终有界．最后，通过仿真实验进一步证实了该方法的有效性和可行性．

关键词: 无人直升机, 自适应动态面控制, 轨迹跟踪, 李雅普诺夫稳定性

Abstract:

As the existing unmanned helicopter models are of high order and great load change,a control methodbased on the adaptive dynamic surface approach is proposed.In this method,first,one-order linear filters are usedto estimate the time derivatives of virtual control signals,thus significantly simplifying the design of the controller.Then,an on-line adaptive law is used to estimate the helicopter mass,thus guaranteeing the stability of the closedloopsystem with variable load.Finally,the semi-global uniform bound of tracking errors is proved based on theLyapunov stability theory..Simulated results indicate that the proposed method is effective and feasible.

Key words: unmanned helicopter, adaptive dynamic surface control, trajectory tracking, Lyapunov stability

中图分类号:

TP273

贺跃帮裴海龙叶祥张谦. 无人直升机的自适应动态面轨迹跟踪控制[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2013, 41(5): 1-8.

He Yue-bang Pei Hai-long Ye Xiang Zhang Qian. Trajectory Tracking Control of Unmanned Helicopters by Using Adaptive Dynamic Surface Approach[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2013, 41(5): 1-8.

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无人直升机的自适应动态面轨迹跟踪控制

Trajectory Tracking Control of Unmanned Helicopters by Using Adaptive Dynamic Surface Approach

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