无人机轨迹跟踪的容错控制开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

无人机作为一种新兴的飞行器平台，近年来在军事、民用等领域展现出巨大的应用潜力。

轨迹跟踪是无人机实现自主飞行的关键技术之一，其目标是设计控制器使得无人机能够按照预定的轨迹飞行。

然而，无人机在实际飞行过程中，容易受到各种因素的影响，例如执行器故障、外部干扰等，这些因素会导致无人机性能下降，甚至引发安全事故。

2. 本选题国内外研究状况综述

无人机轨迹跟踪控制和容错控制都是控制领域的研究热点，近年来取得了丰硕的研究成果。

1. 国内研究现状

国内学者在无人机轨迹跟踪容错控制方面做了大量研究，并取得了一些重要成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题主要研究内容包括以下几个方面：
1.无人机轨迹跟踪系统建模：建立无人机飞行器动力学模型，并考虑执行器故障和外部干扰的影响，为后续控制器设计奠定基础。

2.容错控制方法研究：研究现有的容错控制方法，如滑模控制、自适应控制、模型预测控制等，分析其优缺点，并选择合适的容错控制策略应用于无人机轨迹跟踪控制。

3.基于xx方法的容错控制器设计：根据所选定的容错控制策略，设计基于xx方法的无人机轨迹跟踪控制器。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、仿真建模和实验验证相结合的研究方法，具体步骤如下：
1.文献调研：查阅国内外相关文献，了解无人机轨迹跟踪控制和容错控制的研究现状，学习相关理论知识和研究方法，为本研究提供理论基础和技术参考。

2.系统建模：根据无人机飞行器动力学原理，建立无人机轨迹跟踪系统的数学模型，包括无人机动力学模型、执行器故障模型、外部干扰模型等。

3.容错控制器设计：针对无人机轨迹跟踪系统中可能出现的执行器故障和外部干扰，研究现有的容错控制方法，并选择合适的容错控制策略，设计基于xx方法的无人机轨迹跟踪控制器，并通过数学推导和分析，证明所设计控制器的稳定性和鲁棒性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.提出一种基于xx方法的无人机轨迹跟踪容错控制方法，该方法能够有效地克服执行器故障和外部干扰的影响，提高无人机轨迹跟踪的精度和稳定性。

2.建立了更为精确的无人机动力学模型，该模型能够更准确地描述无人机在执行器故障和外部干扰情况下的飞行状态，为控制器设计提供更可靠的依据。

3.通过仿真实验对所提方法进行了验证，结果表明所提方法能够有效提高无人机轨迹跟踪的性能，具有较强的鲁棒性和抗干扰能力。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘金琨. 滑模变结构控制matlab仿真: 基本理论与设计方法[m]. 清华大学出版社, 2015.

[2] 刘晓平, 段建民. 基于adrc和反步法的四旋翼无人机轨迹跟踪控制[j]. 控制理论与应用, 2021, 38(07): 1061-1068.

[3] 吴雨耕, 周洲, 孙振华, 等. 基于自适应滑模观测器的四旋翼无人机容错控制[j]. 西安交通大学学报, 2021, 55(01): 109-117.