Adaptive Neural Network Extended State Observer-Based Finite-Time Convergent Sliding Mode Control for a Quad Tiltrotor UAV

控制理论(社会学) 国家观察员 控制器(灌溉) 工程类 滑模控制 控制工程 Lyapunov稳定性 自适应控制 李雅普诺夫函数 弹道 控制系统 状态变量 计算机科学 控制(管理) 人工智能 非线性系统 物理 电气工程 量子力学 天文 农学 生物 热力学
作者
Suiyuan Shen,Jinfa Xu,Pei Chen,Qingyuan Xia
出处
期刊:IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-14 被引量:11
标识
DOI:10.1109/taes.2023.3274733
摘要

The internal and external disturbance of the quad tiltrotor UAV stem from its rotor tilting motion and wind disturbance, which affect the control stability of the quad tiltrotor UAV in full flight. This paper proposes a control law design method based on the Adaptive Neural Network Extended State Observer-based Finite-Time Convergent Sliding Mode Control (ANNESO-FTCSMC). The adaptive neural network obtains the unknown total disturbance term that needs to be compensated in the finite-time convergent sliding mode control. An extended state observer is used to estimate the state variables of the controlled plant. The stability of the ANNESO-FTCSMC controller is proved with the Lyapunov stability theory. The unknown total disturbance as the expanded state variable of the state observer has the advantage of high adaptability, and the ANNESO-FTCSMC has a strong ability to compensate for the internal and external disturbances of the system. Compared with traditional sliding mode control, ANNESO-FTCSMC does not contain switching terms, so ANNESO-FTCSMC is chattering-free and converges faster. Based on this method, the flight control system of the quad tiltrotor UAV is designed and verified by hardware-in-loop simulation. The hardware-in-loop simulation results of attitude control in different flight modes and trajectory tracking control in full flight show that the ANNESO-FTCSMC controller is suitable for the flight control of quad tiltrotor UAV. Compared with the PID controller and ADRC controller, ANNESO-FTCSMC controller has more stable flight state of quad tiltrotor UAV under different flight modes and the same total disturbance. The transition process of ANNESO-FTCSMC controller from helicopter mode to airplane mode is also smoother and will not have large fluctuations. Therefore, ANNESO-FTCSMC controller has strong anti-disturbance and robustness.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
隐形曼青应助Hoooo...采纳,获得10
1秒前
神勇振家发布了新的文献求助10
1秒前
洒家完成签到 ,获得积分10
1秒前
小胡先森给小胡先森的求助进行了留言
2秒前
lovewlp完成签到 ,获得积分10
2秒前
嘻嘻哈哈发布了新的文献求助10
2秒前
等风的人发布了新的文献求助10
4秒前
阳光完成签到,获得积分10
4秒前
jiazhen发布了新的文献求助10
4秒前
彭彭完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
zjw发布了新的文献求助10
7秒前
火星上白安完成签到,获得积分10
8秒前
元谷雪发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
充电宝应助等风的人采纳,获得10
10秒前
xjl0263发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
Ava应助bluesky采纳,获得10
12秒前
Hello应助读书的时候采纳,获得10
13秒前
balabala完成签到 ,获得积分10
14秒前
无花果应助优雅的化蛹采纳,获得10
17秒前
hmlee123发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
18秒前
19秒前
桐桐应助粗犷的契采纳,获得10
21秒前
21秒前
21秒前
徐北游完成签到,获得积分10
21秒前
田様应助唔西迪西采纳,获得10
21秒前
陈鑫发布了新的文献求助10
22秒前
李潇潇完成签到 ,获得积分10
22秒前
LX完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
za发布了新的文献求助10
23秒前
ahai完成签到,获得积分10
24秒前
25秒前
xjl0263完成签到,获得积分10
25秒前
zhongying完成签到 ,获得积分10
26秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 2000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4024223
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3564062
关于积分的说明 11344397
捐赠科研通 3295335
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1815046
邀请新用户注册赠送积分活动 889661
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 813091