1.基于命令滤波的四旋翼飞行器有限时间自适应控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

(一)建立四旋翼飞行器动力学模型：其中x，y，z为四旋翼飞行器在惯性坐标系中的位置；φ，θ，ψ分别为横滚角、俯仰角及偏航角；m为机体质量；g为重力加速度；l为机体质心到电机转轴的距离；Jx，Jy，Jz分别为四旋翼飞行器关于x，y，z三轴的转动惯量；G(·)为系统的空气阻力系数；d(·)为系统受到的外部扰动；τF，τφ，τθ，τψ为控制输入；

定义如下状态变量

则四旋翼飞行器动力学简化模型如下：其中

表示四旋翼飞行器

所受外部干扰，[τ1，τ2，τ3，τ4]＝[τφ，τθ，τψ，τF]以及τ5＝cosφsinθcosψ+sinφsinψ，τ6＝cosφsinθsinψ-sinφcosψ；

(二)设计控制器：

首先，定义跟踪误差变量：

χi+1＝Ξi+1-Λi+1，c     (4)其中i＝1，3，5，7，9，11， 为Ξi对应的参考信号，[y1，y2，y3，y4，y5，y6]＝[φd，θd，ψd，zd，xd，yd]；Λi+1，c是虚拟控制信号Λi作为滤波输入时的滤波输出信号，其中有限时间命令滤波形式如下：其中φi和φi+1为状态变量；ai，1，ai，2和∈i为设计参数；Λi+1，c＝φi， 对于公式(5)所示有限时间命令滤波，存在常数τ＞0及ρ＞0使得下式成立其中Oi(∈ρτ)表示Λi与φi+1之间的近似程度；

定义跟踪误差补偿变量：

κi＝χi-ηi     (7)κi+1＝χi+1-ηi+1   (8)其中ηi，ηi+1为补偿信号；

2.1)设计姿态控制器

姿态子系统分为横滚角子系统、俯仰角子系统和偏航角子系统，对每个子系统设计控制器，实现对四旋翼飞行器姿态跟踪控制；

对于姿态子系统(i＝1，3，5)首先，设计如下虚拟控制信号与控制器：其中ci，ci+1，si，si+1，li为正常数；1/2＜γ＝γ1/γ2＜1，γ1，γ2为正奇数； 为模糊逻辑系统的基函数向量； 为未知常数 的估计值，其中 为模糊逻辑系统的权值向量， 为参数估计误差；参数更新率 构造如下：

其中设计参数

为消除滤波误差Λi+1，c-Λi，引入如下分数阶误差补偿信号：其中常数hi，hi+1大于0，ηi(0)＝ηi+1(0)＝0；

2.2)设计位置控制器

位置子系统分为z高度子系统、x位置子系统和y位置子系统，对每个子系统设计控制器，进而实现对四旋翼飞行器位置轨迹跟踪控制；

对于位置子系统(i＝7，9，11)设计虚拟控制信号与控制器如下：其中常数ci，ci+1，si，si+1，li大于0；1/2＜γ＝γ1/γ2＜1，γ1，γ2为正奇数； 为模糊逻辑系统的基函数向量； 为未知常数 的估计值，其中 为模糊逻辑系统的权值向量， 为参数估计误差；参数更新率 构造如下：

其中参数 大于0；

构造如下分数阶误差补偿信号：其中hi，hi+1为正常数，ηi(0)＝ηi+1(0)＝0；

2.3)期望信号反解

采用位置子系统的控制输入[τ5，τ6]反解获得姿态子系统所需要的信息[φd，θd]，从而实现四旋翼飞行器在跟踪参考信号[xd，yd，zd，ψd]的同时自动实现横滚角和俯仰角的镇定；

根据四旋翼飞行器动力学简化模型公式(2)，可知：进一步得到

2.根据权利要求1所述的基于命令滤波的四旋翼飞行器有限时间自适应控制方法，其特征在于：还包含：

(三)稳定性分析：

根据设计的虚拟控制信号、控制器、参数更新率及误差补偿信号，利用有限时间稳定性理论分析证明闭环系统所有信号有限时间内有界；

Step1：对于i＝1，3，5，7，9，11，根据公式(3)、公式(4)和公式(7)，对κi求导可得选取Lyapunov函数为 基于 Λi，和ηi，可得Vi的导数Step2：基于公式(2)、公式(4)及公式(8)，对ki+1求导得到模型不确定项 为未知非线性函数，利用模糊逻辑系统 对 其进行逼近，对于任意给定的 存在根据不等式放缩可得

选取Lyapunov函数为 对Vi+1求导并结合公式(25)～公式(28)可得：考虑 将式公式(12)及公式(19)代入公式(29)可得S te p 3 ：选 取 L ya pu n o v 函 数 为 根 据 公 式 (3 0) 及V的导数可整理为

根据不等式放缩并结合公式(6)可得利用公式(32)～公式(34)，公式(31)可转化为进而可得

式中

且

存在 公式(36)可转化为：或

根据公式(37)，如果 则 从而可得到ki，ηi和 在有限时间Tr内收敛到下列集合收敛时间Tr为

根据公式(38)，当 则 可得知κi，ηi和 在有限时间Tr内收敛到下列集合收敛时间Tr为

由公式(39)和公式(41)可知，对于i＝1，3，5，7，9，11，κi和ηi最终会收敛到下列集合收敛时间为

当t≥T时，可得到

因此，χi在有限时间内收敛到原点附近的邻域内，且闭环系统中的所有信号有限时间有界。