商品描述
本書聚焦植保無人機這一現代農業核心裝備，針對其多變量、非線性、高耦合的覆雜系統特性，以及戶外作業中易受陣風幹擾、負載晃動、執行器故障等問題，系統開展容錯控制算法的研究與應用探索。 全書以四旋翼植保無人機為研究對象，先構建其飛行原理與動力學模型，搭建基於大疆T10無人機的容錯實驗平臺。核心內容圍繞五大創新容錯控制算法展開，包括基於時空RBFNN的降階自抗擾控制、分數階梯度下降RBFNN自抗擾控制、自重構模糊神經網絡自抗擾控制等，均結合自適應神經網絡與自抗擾控制優勢，實現對執行器故障、風擾、負載擾動的有效補償。 書中通過大量仿真實驗與田間試驗，驗證了算法在姿態穩定、軌跡跟蹤、抗幹擾及容錯性能上的優越性，並對比分析了不同算法的霧滴覆蓋密度、分布均勻度及有效噴幅寬度等關鍵作業指標。研究成果為解決植保無人機故障頻發、回收困難等行業痛點提供了技術支撐，對提升現代農業機械化與智能化水平具有重要意義，可為相關領域科研人員、工程技術人員及農業從業者提供參考。
目錄大綱
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.2 植保無人機容錯控制技術研究與應用現狀
1.2.1 自抗擾控制技術研究現狀
1.2.2 神經網絡控制技術研究現狀
1.2.3 植保無人機故障問題綜述
1.2.4 植保無人機容錯控制技術研究現狀
1.3 植保無人機容錯控制研究存在的問題
第2章 四旋翼植保無人機飛行原理模型建立
2.1 四旋翼植保無人機結構及其飛行原理
2.1.1 四旋翼植保無人機結構
2.1.2 四旋翼植保無人機飛行原理
2.2 四旋翼植保無人機動力學模型
2.2.1 動力單元模型
2.2.2 四旋翼植保無人機坐標系建立與轉換
2.2.3 陀螺力矩
2.3 四旋翼植保無人機非線性動力學模型
2.3.1 四旋翼植保無人機的位置動力學非線性模型
2.3.2 四旋翼植保無人機的姿態動力學非線性模型
2.4 多旋翼植保無人機容錯實驗平臺
第3章 基於時空RBFNN的降階自抗擾容錯飛行控制
3.1 問題描述
3.1.1 執行器故障模型
3.1.2 風擾模型
3.2 容錯控制器設計
3.2.1 自抗擾控制器設計
3.2.2 梯度下降時空徑向基函數神經網絡設計
3.2.3 容錯控制律設計
3.3 穩定性分析
3.4 仿真結果與分析
第4章 基於時空RBFNN的反步滑模容錯飛行控制
4.1 問題描述
4.1.1 風擾模型
4.1.2 執行器故障模型
4.2 容錯控制器設計
4.2.1 時空徑向基函數神經網絡辨識器設計
4.2.2 新型自適應內核的時空徑向基函數神經網絡設計
4.2.3 反步滑模容錯控制器設計及穩定性證明
4.3 仿真結果和分析
第5章 基於分數階梯度下降RBFNN的自抗擾容錯飛行控制
5.1 問題描述
5.1.1 執行器故障模型
5.1.2 負載液體擾動模型
5.2 容錯控制器設計
5.2.1 二階自抗擾控制器設計
5.2.2 基於神經網絡的ADRC擴張狀態觀測器設計
5.2.3 容錯控制律設計與穩定性分析
5.3 仿真結果與分析
第6章 基於自重構模糊神經網絡的自抗擾容錯飛行控制
6.1 問題描述
6.2 容錯控制器設計
6.2.1 二階自抗擾控制器設計
6.2.2 自適應模糊神經網絡辨識器設計
6.2.3 容錯控制律設計與穩定性分析
6.3 仿真結果與分析
第7章 基於自適應自構造模糊神經網絡的滑模容錯飛行控制
7.1 問題描述
7.2 容錯控制器設計
7.2.1 自適應模糊神經網絡辨識器設計
7.2.2 自構造機制設計
7.2.3 滑模容錯控制器設計及穩定性證明
7.3 仿真結果和分析
第8章 基於優化離散時間狀態觀測器的自抗擾容錯飛行控制
8.1 問題描述
8.2 離散時間狀態觀測器設計
8.3 優化離散時間狀態觀測器設計
8.3.1 狀態變量變換
8.3.2 最小化延遲設計
8.4 容錯控制器設計
8.4.1 時空徑向基函數神經網絡辨識器設計
8.4.2 容錯控制律設計
8.5 仿真實驗與分析
8.5.1 容錯實驗平臺應用設計
8.5.2 實驗過程與結果分析
第9章 植保無人機農藥噴灑田間實驗
9.1 實驗條件
9.2 實驗方法
9.3 實驗結果與分析
9.3.1 霧滴覆蓋密度及其分布均勻度
9.3.2 有效噴幅寬度
參考文獻
