四旋翼飞行器降阶自抗扰控制

论文摘要

针对四旋翼飞行器模型不确定、易受外界干扰影响等特点,采用一种降阶自抗扰控制(RADRC)方法对其位置和姿态进行控制,并对控制系统稳定性进行了分析。在该方法中,将降阶线性自抗扰控制(RLADRC)与非线性跟踪微分器结合,以适应四旋翼飞行器各通道对控制性能的不同需求。其中,设计的降阶线性扩张状态观测器(RLESO)仅观测系统输出微分信号及扰动,避免了对已知信息的重复观测,使系统带宽在保证RLESO估计精度的同时,减小系统的噪声敏感度。通过仿真和Qball2平台实验对RADRC与传统线性自抗扰方法的轨迹跟踪能力和抗扰性能进行了比较,验证了RADRC方法的有效性和优越性。

论文目录

• 0 引言
• 1 模型及分析
• 2 降阶线性自抗扰控制器
• 3 Qball2控制系统设计
•   3.1 偏航通道控制器设计
•     1) 非线性跟踪微分器TD:得到参考信号的过渡过程及一阶微分信号
•     2) 降阶线性扩张状态观测器RLESO:得到系统输出状态及总扰动的估计值
•     3) 线性状态误差反馈控制律:根据系统状态误差,得到虚拟控制量
•     4) 扰动补偿:得到目标虚拟控制量
•   3.2 级联通道控制器设计
• 4 实验验证
•   4.1 仿真实验
•     4.1.1 扰动估计及补偿
•     4.1.2 轨迹跟踪
•   4.2 Qball2平台实验
•     4.2.1 姿态控制实验
•     4.2.2 悬停实验
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李霞,陈奕梅

关键词: 四旋翼飞行器,降阶线性自抗扰控制,降阶线性扩张状态观测器,带宽,噪声敏感度

来源: 电光与控制 2019年10期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 航空航天科学与工程,自动化技术

单位: 天津工业大学电气工程与自动化学院

基金: 天津市自然科学基金(15JCYBJC47800)

分类号: TP273;V249.1

页码: 43-48+72

总页数: 7

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