Exponential Predefined Time Trajectory Tracking Control for Fixed-Wing UAV With Input Saturation

控制理论(社会学) 弹道 跟踪误差 计算机科学 有界函数 控制器(灌溉) 指数函数 趋同(经济学) 固定翼 数学 工程类 控制(管理) 人工智能 数学分析 物理 天文 航空航天工程 农学 经济 生物 经济增长
作者
Shulong Zhao,Jiayi Zheng,Feng Yi,Xiangke Wang,Zongyu Zuo
出处
期刊:IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:60 (5): 6406-6419 被引量:24
标识
DOI:10.1109/taes.2024.3402656
摘要

This paper proposes a spatio-temporal trajectory tracking protocol for a fixed-wing unmanned aerial vehicle (UAV) subject to unknown disturbances and input saturation, using the exponential predefined time control (EPTC). Firstly, aiming at the problem that the control magnitude may grow violently while approaching the predefined time, we introduce an exponential controller to compensate for the predefined time controller. Then, fixed time disturbance observers (FTDOs) are designed to estimate the unknown external disturbances and unmodeled terms of the fixed-wing UAV. The nonlinear input saturation is linearized by a Gaussian error function (GEF) and addressed by auxiliary variables. Through rigorous analysis, we prove that FTDOs will converge within a fixed time and that tracking errors are bounded within this period. In the presence of input saturation, the tracking errors can converge to zero within a predefined time, irrespective of the initial states. The results of numerical simulations demonstrate that the proposed protocol can guarantee the convergence of the tracking errors within a predefined time. That is, the EPTC protocol has a spatio-temporal characterization. The change in the control magnitude is moderate compared to the existing works, which is more suitable for the fixed-wing UAV. Moreover, the flight test realizes the extension on a real fixed-wing UAV and verifies the practical feasibility of the proposed spatio-temporal trajectory tracking protocol.
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
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
如安完成签到,获得积分10
刚刚
Dre4m_Z发布了新的文献求助10
1秒前
Chen1n完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
哈哈哈哈哈哈完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
Lucas应助Lidy采纳,获得10
4秒前
lixiang完成签到,获得积分10
5秒前
陌染完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
北执发布了新的文献求助10
5秒前
似非完成签到,获得积分10
5秒前
一介书生发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
小桃子123发布了新的文献求助10
6秒前
Heinrich完成签到,获得积分10
6秒前
Jacky完成签到,获得积分10
7秒前
moonlight完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
楠瓜瓜完成签到,获得积分10
7秒前
aimeng发布了新的文献求助10
7秒前
英俊的铭应助完美太兰采纳,获得10
8秒前
胡萝卜z完成签到,获得积分10
9秒前
baishui完成签到,获得积分10
9秒前
ting完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
kyle发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
wwmmyy完成签到,获得积分10
9秒前
机灵小熊猫完成签到,获得积分10
9秒前
LL完成签到,获得积分10
9秒前
明理语儿完成签到,获得积分10
9秒前
同行完成签到,获得积分10
10秒前
温柔薯片发布了新的文献求助10
10秒前
大模型应助61儿童椅采纳,获得10
10秒前
Crystal驳回了Lucas应助
10秒前
11秒前
11秒前
自由微笑发布了新的文献求助10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
48V Low-voltage Power Distribution Network (PDN) Architecture Industry Report, 2024 800
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 700
适配Micro-LED色转换的高兼容性量子点负性光刻胶制备与工艺研究 500
Direct and Iterative Linear System Solvers 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Rocket Propulsion Elements, 10th Edition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7306048
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8924096
关于积分的说明 18906725
捐赠科研通 6969096
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3212372
关于科研通互助平台的介绍 2381043
邀请新用户注册赠送积分活动 2189756