控制与决策

作者：赵振华,肖亮,姜斌,曹东

单位：南京航空航天大学 自动化学院,南京 211106,,南京航空航天大学 自动化学院,南京 211106,,南京航空航天大学 自动化学院,南京 211106,,南京航空航天大学 自动化学院,南京 211106,

关键词：四旋翼无人机;扩张状态观测器;干扰估计;快速非奇异终端滑模

基金：国家自然科学基金项目(61903192)；国家博士后基金项目(2020M681591)；航空科学基金项目(20200058052002)；江苏省自然科学基金项目(BK20190402)；江苏省博士后基金项目(2021K071A)；中央高校基本科研业务费专项资金项目(NT2021011).

针对受多源干扰影响的四旋翼无人机系统的轨迹跟踪控制问题进行研究,充分考虑位置回路和姿态回路动态特性,提出一种全回路复合快速非奇异终端滑模轨迹跟踪控制方案.首先,通过变换将轨迹跟踪问题转化为位置回路和姿态回路的指令跟踪控制问题;然后,将各通道之间的耦合以及多源干扰影响视作集总干扰,并基于扩张状态观测器对其进行估计;接着,基于干扰估计信息和快速非奇异终端滑模控制算法,分别在位置回路和姿态回路构造复合快速非奇异终端滑模控制器;最后,基于位置回路和姿态回路虚拟控制量解得无人机真实控制量旋翼转速.仿真结果表明,所提出控制方案显著提升了四旋翼无人机轨迹跟踪的响应速度和抗干扰性能.

来源：2022年第9期

《控制与决策》期刊编辑部

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