基于自抗扰的四旋翼无人机动态面姿态控制

论文摘要

针对四旋翼无人机姿态控制中非线性、强耦合以及对扰动敏感等控制问题,设计了一种基于自抗扰的动态面控制器。与反步控制相比,动态面控制器的设计过程更简单,且利用一阶滤波器来计算虚拟控制信号的导数项,避免了反步控制中的出现的微分膨胀问题。将动态面控制与自抗扰控制相结合,首先利用跟踪微分器可直接获取设定值的微分信号,简化了控制器的设计过程,然后利用扩张状态观测器将系统总扰动实时的补偿到控制器中,提高了系统的鲁棒性和抗干扰能力,并通过Lyapunov直接法对闭环系统进行了稳定性分析。仿真结果表明:本文设计的控制器可保证四旋翼无人机在有外界干扰的情况下能快速、准确地跟踪设定位置。

论文目录

• 0 引言
• 1 四旋翼无人机动力学模型
• 2 四旋翼无人机姿态控制器设计
•   2.1 跟踪微分器设计
•   2.2 扩张状态观测器设计
•   2.3 动态面控制器设计
• 3 系统稳定性分析
•   3.1 扩张状态观测器收敛性分析
•   3.2 闭环系统稳定性分析
• 4 四旋翼无人机姿态控制仿真
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 张勇,陈增强,张兴会,孙青林,孙明玮

关键词: 控制理论与控制工程,动态面控制,自抗扰控制,四旋翼无人机,姿态控制

来源: 吉林大学学报(工学版) 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑

专业: 航空航天科学与工程

单位: 南开大学计算机与控制工程学院,天津中德应用技术大学电气学院

基金: 国家自然科学基金项目(61573197,61573199)

分类号: V279;V249.1

DOI: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb20171241

页码: 562-569

总页数: 8

文件大小: 393K

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