针对无人直升机的位置和姿态控制中存在不确定和外部干扰的悬停问题, 提出一种基于滑模方法的有限时间飞行控制策略。首先, 对无人直升机的六自由度模型进行分析, 将模型分为位置模型和姿态模型两个部分; 其次, 在悬停状态下对模型做简化处理, 根据位置和姿态之间的特点以及控制要求, 分别采用非奇异终端滑模和积分滑模设计位置控制器和姿态控制器, 并在Lyapunov理论框架下证明系统误差能在有限时间内收敛至平衡点; 最后, 通过仿真分析表明该控制策略具有良好的控制性能。
无人直升机 非奇异终端滑模 积分滑模 位置控制 姿态控制 有限时间收敛 unmanned helicopter non-singular terminal sliding mode integral sliding mode position control attitude control finite-time convergence
1 南京信息工程大学自动化学院，南京 210000
2 江苏省大气环境与装备技术协同创新中心，南京 210000
针对四旋翼无人机姿态控制过程中存在模型不确定和外界风干扰的问题，提出了一种内外环控制算法。内环设计了自抗扰控制器，利用扩张状态观测器以及非线性状态误差反馈控制器实时估计和补偿系统的总扰动;外环设计了非奇异终端滑模控制器来提高系统的响应速度;并对内外环的控制算法进行了稳定性证明。由姿态角跟踪仿真结果表明，所设计的控制器具有较高的跟踪精度和良好的抗干扰能力，能够有效实现四旋翼无人机的姿态控制。
四旋翼无人机 姿态控制 自抗扰控制 非奇异终端滑模控制 quadrotor attitude control active disturbance rejection control non-singular terminal sliding mode control
1 高动态导航技术北京市重点实验室，北京 100192
2 现代测控技术教育部重点实验室，北京 100192
3 北京信息科技大学,a.自动化学院，北京 100192
4 北京信息科技大学,b.信息与通信工程学院，北京 100101
针对导弹拦截机动目标有限时间约束问题，在末端制导阶段，考虑自动驾驶仪动态延迟特性建立弹目拦截系统数学模型，对于传统终端滑模导引律存在的奇异问题导致的导弹制导稳定性差等问题，提出了基于改进的扩张状态观测器的新型非奇异终端滑模导引律。该方法能够确保视线(LOS)角速率在有限时间内收敛到零，且在平衡点处快速收敛; 为了避免传统的扩张状态观测器(ESO)导致的曲线非光滑情况，通过改进扩张状态观测器准确估计外部扰动，并对系统进行状态补偿。设计地空导弹模型进行仿真验证，结果表明，该方法不但缩短了系统收敛时间，还提高了地空导弹制导精度。
非奇异终端滑模 扩张状态观测器 自动驾驶仪 导引律 non-singular terminal sliding mode extended state observer autopilot guidance law
1 四川大学电气信息学院,成都 610065
2 国网宁夏电力公司电力科学研究院,银川 750011
针对一类存在非匹配干扰和建模误差的高阶非线性系统,结合滤波反步控制方法,设计一种基于非线性干扰观测器的自适应反步非奇异终端滑模控制方案。首先,设计一种有限时间稳定的非线性干扰观测器,以此对非匹配干扰进行估计和补偿。采用反步控制处理高阶不确定非线性系统,结合动态面控制设计虚拟控制律,避免传统反步设计中存在的“微分爆炸”问题；第n步结合自适应控制和非线性干扰观测器,设计非奇异终端滑模控制律,消除建模误差和非匹配干扰对系统的影响。基于Lyapunov理论证明跟踪误差一致最终有界。仿真结果验证了所设计控制方案的有效性。
非线性系统 非匹配干扰 滤波反步法 非线性干扰观测器 自适应控制 非奇异终端滑模控制 nonlinear system unmatched disturbance filtered backstepping method nonlinear disturbance observer adaptive control non-singular terminal sliding mode control
