基于分数阶的无人机离散滑模控制算法研究
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作者:
作者单位:

1.沈阳理工大学自动化与电气工程学院;2.航空工业新航科技平原滤清器有限公司

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通讯作者:

中图分类号:

TP242????

基金项目:

辽宁省教育厅高等学校基本科研项目(LJKZ0245,JYTMS20230199);装备预研重点实验室(2021JCJQLB055006)。


Discrete-time sliding mode control algorithm for UAV based on fractional order theory
Author:
Affiliation:

College of Automation and Electrical,Shenyang Ligong University

Fund Project:

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    摘要:

    为了改善传统离散滑模控制算法(D-SMC)在四旋翼无人机姿态控制与位置跟踪上收敛速度慢,跟踪精度低的问题,提出一种基于分数阶微积分理论的离散滑模控制算法(D-FOSMC)。该算法将Grunwald-Letnikov分数阶微积分定义与传统离散滑模控制相结合,利用李雅普诺夫函数证明了所设计控制算法的稳定性,并通过引入外部干扰下的无人机盘旋飞行仿真来验证所提出算法的有效性,对比不同的分数阶取值对控制性能的影响。仿真结果表明:所提出的算法相较于传统离散滑模算法,在提升收敛速度与控制精度上均有一定的优越性,并且能够有效减小系统抖振。

    Abstract:

    ABSTRACT:In order to improve the slow convergence speed and low tracking accuracy of the traditional discrete Sliding mode control algorithm (D-SMC) in attitude control and position tracking of quadrotor UAV, a discrete Sliding mode control algorithm (D-FOSMC) based on fractional order calculus theory has been proposed. The algorithm combines the definition of Grunwald Letnikov fractional calculus with the traditional discrete Sliding mode control, proves the stability of the designed control algorithm by using Lyapunov function, and verifies the effectiveness of the proposed algorithm through UAV fixed point flight and hover flight simulation. The simulation results show that the proposed algorithm has certain advantages in improving convergence speed and control accuracy compared to traditional discrete sliding mode algorithms.

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  • 收稿日期:2024-08-01
  • 最后修改日期:2024-09-20
  • 录用日期:2024-11-14
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