火力与指挥控制2024,Vol.49Issue(1) :35-42.DOI:10.3969/j.issn.1002-0640.2024.01.004

基于Backstepping的六旋翼无人机自适应容错控制

Fault Tolerant Control of Adaptive Six-Rotor VAV Based on Backstepping

吴凯 杨艺 姚雪莲
火力与指挥控制2024,Vol.49Issue(1) :35-42.DOI:10.3969/j.issn.1002-0640.2024.01.004

基于Backstepping的六旋翼无人机自适应容错控制

Fault Tolerant Control of Adaptive Six-Rotor VAV Based on Backstepping

吴凯 1杨艺 1姚雪莲1
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作者信息

  • 1. 江苏理工学院汽车与交通工程学院,江苏 常州 213001
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摘要

针对六旋翼无人机电机可能发生的不确定故障,江苏影响无人机飞行过程中的安全性,提出一种基于Backstepping的自适应执行器故障补偿方案,在其故障模式和故障时间未知情况下,采用自适应方法对故障模式与故障时间的未知参数进行估计,以实现对不确定执行器故障进行补偿.通过分析,在六旋翼无人机执行器发生未知故障的情况下,所设计的控制器能够实现闭环系统稳定和渐近输出跟踪的期望控制目标,仿真结果验证了该容错控制方法的有效性.

Abstract

An adaptive actuator fault compensation scheme based on backstepping is proposed due to possible uncertain faults of motors of six-rotor VAV,which affecting the safety of the UAV during flight.When the failure mode and failure time are unknown,the unknown parameters of the failure mode and fail-ure time are estimated to compensate for the uncertain actuator failures with the adaptive method.Through analysis,the designed controller can achieve the expected control objectives of closed-loop system stability and asymptotic output tracking in the case of unknown failures of the six-rotor UAV actuator.The simula-tion results verify the effectiveness of the fault-tolerant control method.

关键词

六旋翼无人机/执行器故障补偿/稳定性和跟踪性/自适应

Key words

six-rotor UAV/actuator fault compensation/stability and traceability/adaptive

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基金项目

国家自然科学基金(61903165)

江苏省研究生科研与实践创新计划项目(XSJCX20_21)

江苏省研究生科研与实践创新计划项目(XSJCX21_50)

江苏省大学生创新创业训练计划资助项目(202111463012Z)

出版年

2024
火力与指挥控制
火力与指挥控制研究会,火力与指挥控制专业情报网

火力与指挥控制

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.312
ISSN:1002-0640
参考文献量20
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