针对四旋翼无人机在输入受限情况下的姿态跟踪控制问题, 提出了一种参数化控制方法。首先建立了四旋翼姿态误差二阶全驱模型, 采用一种参数化控制器, 使姿态误差系统等价于一阶定常闭环系统, 从而实现姿态角收敛至跟踪信号。考虑四旋翼输入受限及更好的跟踪性能, 采用智能优化的方法, 利用粒子群算法优化控制律中的参数矩阵。仿真实验表明: 与反步法相比, 提出的参数化控制器能够在输入受限情况下更快速地跟踪姿态指令, 具有更好的暂态性能, 实现了四旋翼高精度姿态跟踪控制。

针对四旋翼无人机(UAV)在输入受限情况下的执行器故障和干扰问题, 提出了一种鲁棒容错控制方法。首先建立了包含执行器故障、输入受限以及外界干扰的四旋翼UAV位置模型和姿态模型; 然后分别对位置环和姿态环进行了分析, 采用滑模滤波器对虚拟控制指令滤波, 并利用模糊系统逼近法估计出不确定项, 设计了鲁棒容错控制律; 最后证明了位置环和姿态环的稳定性。仿真实验结果表明: 提出的鲁棒容错控制方法能够在输入受限下快速准确跟踪指令信号, 与积分滑模容错控制律相比具有更好的控制效果, 实现了包容执行器故障和外界干扰的全状态鲁棒容错控制。

针对共轴多旋翼无人机输入受限和不确定性问题, 提出了一种基于自适应观测器的鲁棒控制方法。首先建立了包含不确定性的共轴十二旋翼无人机位置和姿态数学模型, 在位置回路鲁棒控制律的设计中, 引入辅助观测器来补偿输入受限的影响; 然后在姿态回路鲁棒控制律的设计中, 引入自适应观测器来抑制不确定性的影响, 从而实现共轴多旋翼无人机的全局渐近稳定。仿真结果表明: 提出的鲁棒控制律具有更优的稳定性、准确性和快速性, 位置和姿态的最大跟踪误差分别仅为0.05 m和0.2°, 能够在更短的时间内实现对共轴多旋翼无人机的鲁棒控制。

采用常规方法建立的雷达与干扰信号级仿真系统, 存在系统难以扩展、仿真效率低的问题。针对该问题, 从3个方面提出了改进方法: 一是雷达和干扰机之间交互内容使用各自发射端的信号, 代替到达对方接收机的信号; 二是雷达提前一个周期公布发射信号, 并延后一个周期处理信号; 三是相互间传递信号描述字而非数字信号。然后, 分析了仿真步长、时间前瞻量的参数设置问题。最后, 通过仿真实验, 验证了改进方法的有效性。改进方法减少了雷达与干扰机之间的依赖性和交互次数, 节省了网络开销, 有利于提高系统的可扩展性和仿真效率。

针对一类高阶非匹配不确定非线性系统，结合有限时间Lyapunov稳定性理论，提出了系统在输入受限情况下的一种有限时间稳定控制方案。首先利用加幂积分法，设计镇定系统的有限时间稳定控制器；然后当该控制器的输出超过给定的有界上限输出时，运用Backstepping回馈思路去证明系统在控制器达到饱和后也是有限时间稳定的，从而实现了输入受限问题的分段处理。数学上严格证明了在所提方案的作用下，闭环系统是有限时间稳定的，保证了基于加幂积分法设计的控制器的输出量始终在给定的允许饱和限度内，同时被控系统是有限时间稳定的。仿真结果验证了该方法的有效性。

针对一类输出误差受限且输入具有饱和特性的非线性系统跟踪控制问题，提出了一种模糊反步自适应控制方法。采用Butterworth低通滤波器和模糊状态观测器对控制增益未知的非线性系统中的不可观测状态进行估计,采用约束Lyapunov函数对输出误差进行限定; 然后,利用具有光滑特性的双曲正切函数和Nussbaum增益函数对控制器的饱和特性进行处理; 最后,结合反步法与动态面法设计出鲁棒控制器，并运用Lyapunov稳定性理论对系统的稳定性进行分析，证明了闭环系统中的所有信号半全局一致稳定。以具有参数不确定性和外界未知干扰的高超声速飞行器的纵向运动为仿真模型，仿真结果表明,系统的输出误差被限定在约束的范围内，具有较强的鲁棒性能。