基于自适应多尺度超螺旋算法的无人机集群姿态同步控制

四旋翼无人机(Unmanned aerial vehicle, UAV)系统姿态角和角速度分别为运行在不同时间尺度上的慢、快动态.由于输入扰动的上界难以精确估计,本文提出一种基于自适应多尺度超螺旋(Super-twisting, STW)滑模算法的无人机集群一致性控制策略.首先,建立无人机集群系统的姿态角模型,并通过奇异摄动理论将其化为两时间尺度形式.基于系统的快慢特性,本文设计两时间尺度的超螺旋滑模算法,并采用自适应增益处理无人机集群系统的未知边界非线性.此外,还提出一种改进型自适应多尺度超螺旋滑模算法,进一步减少系统的一致性收敛时间,实现无人机集群姿态角有限时间内同步.最后通过仿真分析,验证两种自适应多尺度超螺旋算法的正确性和有效性.