四轴飞行器图像伺服的有限时间控制:非奇异快速终端滑模方法

0 下载量 4 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 1.29MB PDF 举报
"本文探讨了基于图像的四轴飞行器视觉伺服控制(Image-Based Visual Servoing, IBVS)在图像动力学不确定性及外部干扰下的有限时间控制策略。使用非奇异快速终端滑模(Nonsingular Fast Terminal Sliding Mode, NFTSM)控制器设计方法,以确保系统的快速稳定和抗干扰能力。" 这篇研究论文深入研究了有限时间控制技术在基于图像的四轴飞行器视觉伺服系统中的应用。四轴飞行器模型首先被建立,考虑了传感器仅使用单目相机和惯性测量单元的实际情况。通过定义虚拟图像平面上的适当图像特征,并结合透视投影,开发了图像动力学模型。这个包含12个状态的视觉模型被分解为6个子系统,以便于设计有限时间控制器。 非奇异快速终端滑模控制器是论文的核心创新点。这种控制器的设计目标是在有限时间内实现系统的快速收敛,并具有良好的抗干扰性能。通过Lyapunov稳定性理论,论文证明了该控制器的有限时间收敛性质以及对扰动的抑制能力。这表明,即使在存在不确定性和外部干扰的情况下,系统也能在预设的时间内达到期望的稳定状态。 关键词包括:四轴飞行器、基于图像的视觉伺服、有限时间控制,强调了这项工作在实时性、鲁棒性和精度方面的贡献。最后,论文通过模拟结果展示了所提方法的有效性,进一步验证了有限时间控制策略在实际应用中的可行性。 这篇论文为四轴飞行器的视觉伺服控制提供了一个高效且鲁棒的解决方案,尤其是在面对复杂的环境条件和不确定性时,能够保证飞行器的精确定位和跟踪性能。这为无人飞行器自主导航和精密操作等领域提供了理论支持和技术参考。
2025-01-08 上传