PID-type fault-tolerant prescribed performance control of fixed-wing UAV

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This paper introduces a fault-tolerant control (FTC) design for a faulty fixed-wing unmanned aerial vehicle (UAV). To constrain tracking errors against actuator faults, error constraint inequalities are first transformed to a new set of variables based on prescribed performance functions. Then, the commonly used and powerful proportional-integral-derivative (PID) control con-cept is employed to filter the transformed error variables. To handle the fault-induced nonlinear terms, a composite learning algorithm consisting of neural network and disturbance observ-er is incorporated for increasing flight safety. It is shown by Lya-punov stability analysis that the tracking errors are strictly con-strained within the specified error bounds. Experimental results are presented to verify the feasibility of the developed FTC scheme.
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