1.一种针对无人机舵机故障的姿态鲁棒自适应容错控制方法，适用于三旋翼无人机，其特征在于，包括：

当无人机舵机故障时，确定当前电机升力向量F、当前姿态四元数q、当前姿态角速度Ω以及目标姿态四元数qd；

根据所述当前电机升力向量F、所述当前姿态角速度Ω以及故障估计值 和 按照预先设计的滑模自适应观测器对故障进行观测，确定并更新姿态角速度估计值根据所述姿态角速度估计值 和所述当前姿态角速度Ω，计算并更新姿态角速度估计误差eΩ；

根据所述当前姿态四元数q和所述目标姿态四元数qd，确定姿态误差四元数eq；

根据所述姿态角速度估计误差eΩ、所述姿态误差四元数eq，按照预先设计的容错控制器，计算电机升力向量，以按照所述电机升力向量控制调整无人机姿态；

根据所述当前电机升力向量F、所述姿态角速度估计误差eΩ和姿态误差四元数eq，按照预先设计的故障估计值 和 自适应律，估算更新故障估计值 和定义惯性坐标系I、机体坐标系B和目标坐标系Bd，预先构建无人机舵机故障时的第一非线性动力学模型，

T 3×1

其中，Ω＝[Ω1 Ω2 Ω3] ∈R ，表征为机体坐标系B相对于惯性坐标系I的姿态角速T

度，Ω1,Ω2,Ω3分别表征为滚转角速度、俯仰角速度和偏航角速度，[·]表示矩阵的转置，

3×1

∈表示集合间的“属于”关系，R 表示3行1列的实数向量， 表示求取Ω的一阶时间导数；

3×3

J＝[J1 J2 J3]∈R 表征为转动惯量矩阵，J1,J2,J3分别表征为三旋翼无人机绕三个轴的转动惯量；×表示叉乘，Ω×JΩ表示求取Ω和JΩ的向量积；

为一系数矩阵，其中l表示前面某一电机中心到无人机轴心的距离，l3表示舵机中心到无人机轴心的距离，α表示前面两个电机连线与某一电机和无人机轴心连线之间的夹角，k为电机的升力系数，δ为舵机发生堵塞时的偏转T 3×1

角度，l,l3,α,k均为已知常数，δ为未知常数；F＝[F1 F2 F3]∈R 表征为电机升力向量，F1,F2,F3分别表征为故障发生后三个电机产生的升力，·表示点乘，Δ(δ)·F表示求取Δ(δ)和T 3×1

F的内积；D＝[d1 d2 d3]∈R 为角速度变化引起的扰动系数；

定义故障变量β1，β2，β1＝l3cosδ，β2＝kcosδ+l3sinδ，变换所述第一非线性动力学模型的变量，得到含有所述故障变量β1，β2的第二非线性动力学模型，根据所述第二非线性动力学模型，预先设计所述滑模自适应观测器，以对故障进行观测，

所述滑模自适应观测器为：

其中， 表征为姿态角速度估计值，也即表示对Ω的估计值， 表示求取 的一阶T 3×1

时间导数，v＝[v1 v2 v3]∈R ，∫vdt表示求取v关于时间的积分，定义Ω的估计误差，也即姿态角速度估计误差 故障估计值 分别表示故障变

1/2

量β1，β2的估计值， SIG1＝[k11|eΩ1| sign(eΩ1)k12|

1/2 1/2 T T

eΩ2| sign(eΩ2)k13|eΩ3| sign(eΩ3)] ，v＝[k21sign(eΩ1)k22sign(eΩ2)k23sign(eΩ3)] ，其中k11,k12,k13,k21,k22,k23均为正常数，eΩ1,eΩ2,eΩ3为姿态角速度估计误差eΩ的三个元素，

1/2

sign表示符号函数，|·| 表示求取绝对值的 次方，所述根据所述当前姿态四元数q和目标姿态四元数qd，确定姿态误差四元数eq，包括：采用基于单位四元数的姿态表示方法，机体坐标系B在惯性坐标系I下的表达用“等效轴

3×1

角坐标系”方法，将B和I重合，将B绕矢量k0∈R 按右手定则旋转 角，得到当前姿态四元数其中， 且满足 k0

3×1

∈R 为定义在惯性坐标系I中的任意单位矢量， 为机体坐标系B绕矢量k0旋转的任意角度；

由机体坐标系B到惯性坐标系I的坐标变换矩阵用单位四元数表示为其中，I3为3×3的单位矩阵，S(qv)表示求取qv对应的反对称矩阵；

采用基于单位四元数的姿态表示方法，目标坐标系Bd在惯性坐标系I下的表达用“等效

3×1

轴角坐标系”方法，将Bd和I重合，将Bd绕矢量kd∈R 按右手定则旋转 角，得到目标姿态四元数 其中 且满足

3×1

kd∈R 为定义在惯性坐标系I中的任意单位矢量， 为目标坐标系Bd绕矢量kd旋转的任意角度；

由目标坐标系Bd到惯性坐标系I的坐标变换矩阵用四元数表示为S(qvd)表示求取qvd对应的反对称矩阵；

定义姿态误差四元数 其中，e0和ev满足

由目标坐标系Bd到机体坐标系B的坐标变换矩阵用四元数表示为S(ev)表示求取ev对应的反对称矩阵，定义角速度

3×1

跟踪误差 其中Ωd∈R 表示目标坐标系Bd相对于惯性坐标系I的目标姿态角速度，

还包括：

定义误差信号变量s，r，预先设计容错控制器，

3×3

s＝eΩ+ksev， 其中，ks∈R ， 均为常系数矩阵，所述容错控制器为：

其中， 为控制器增益矩阵，diag{[σ1 σ2 σ3]}表示求取以σ1,σ2,

3×3

σ3为对角线元素的对角矩阵；kf∈R 为常系数矩阵，I3为3行3列的单位矩阵，r(t)为r在t时刻的取值，r(0)为r在0时刻的参数， 表示对(kf+I3)r(τ)+σsign(s(τ))关于τ从0到t积分； 表示求取矩阵 的逆矩阵。

2.根据权利要求1所述的针对无人机舵机故障的姿态鲁棒自适应容错控制方法，其特征在于，还包括：

预先设计故障估计值 和 自适应律，故障估计值 和 自适应律满足：其中 和 分别表示 和 的自适应律，γ1,γ2,p1,p2均为正常数， 分别表示F2,F3的导数。

3.根据权利要求1所述的针对无人机舵机故障的姿态鲁棒自适应容错控制方法，其特征在于，

所选控制器增益矩阵σ满足：

4.一种计算机设备，其特征在于，计算机设备包括处理器，处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1至3中任一项所述的针对无人机舵机故障的姿态鲁棒自适应容错控制方法的步骤。

5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3中任一项所述的针对无人机舵机故障的姿态鲁棒自适应容错控制方法的步骤。