Hai, Li2024年最新论文：基于可变耦合扰动补偿的空中机械手有限时间快速自适应后步姿态控制
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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IEEE Transactions on Industrial Electronics
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Finite-Time Fast Adaptive Backstepping Attitude Control for Aerial Manipulators Based on Variable Coupling Disturbance Compensation
Li H.; Li Z.; Song F.; Yu X.; Yang X.; Rodriguez-Andina J.J.
Published：2024-01-01
DOI：10.1109/tie.2024.3383036
研究背景
在当今社会，无人机等飞行器在各种工作任务中发挥着越来越重要的作用。然而，针对无人机的姿态控制受到内部和外部干扰的影响，需要快速的收敛速度和强大的免疫力。这也是当前研究领域的一个重要问题。
研究内容
IEEE Transactions on Industrial Electronics上发表了一篇题为《基于可变耦合扰动补偿的有限时间快速自适应反步姿态控制》的论文。该论文提出了一种新颖的有限时间快速自适应反步（FAB）姿态控制方法，以解决无人机在空中工作任务中所面临的问题。与传统的耦合扰动补偿不同，该方法引入了可变耦合扰动（VCD）前馈补偿器，考虑了末端执行器上的负载运动，实现了对强耦合扰动的准确及时补偿，特别适用于空中拾取和放置等任务。此外，还提出了一种新的快速命令滤波自适应定律，以实现对源自未建模动态、不确定性和外部因素的集中干扰的直接估计和补偿。通过实际有限时间Lyapunov稳定性设计FAB控制器和快速命令滤波自适应定律，确保了系统跟踪和自适应定律估计误差的有限时间稳定性，收敛速度比指数级更快。实验结果证明了所提出的控制策略的有效性和优势。
研究意义
这项研究的创新之处在于提出了针对无人机的有限时间快速自适应反步姿态控制方法，通过引入可变耦合扰动前馈补偿器，实现了对内部和外部干扰的快速稳定控制。这一方法为无人机在各种空中任务中的应用提供了更可靠的控制手段，具有重要的研究意义和实际应用前景。
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