四旋翼飞行器的轨迹跟踪抗干扰控制

• 作者: 吴琛 苏剑波
• 来源期刊: 控制理论与应用
• 学科: 工学
• 关键词: 四旋翼飞行器 轨迹跟踪控制 非匹配不确定性 扩张状态观测器 切换函数 滑模控制
• 年，卷（期）: 2016,（11）
• 所属期刊栏目: 论文与报告
• 页码范围: 1422-1430
• 页数: 9页
• 分类号: TP273
• 字数: 6226字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7641/CTA.2016.60117

摘要

针对四旋翼飞行器轨迹跟踪问题中系统存在模型不确定和易受到外界扰动的情况，提出了基于切换函数的扩张状态观测器设计方法来对系统中的扰动进行估计，并将估计值与滑模控制器的设计相结合，实现了对系统中非匹配不确定性和匹配不确定性的抑制且实现了系统跟踪误差的一致最终有界。首先，根据变量间的耦合关系将飞行器系统模型分解为两个子系统模型，设计扩张状态观测器对子系统中的非匹配不确定性进行估计，并将估计值作为变量加入到切换函数的设计中；进而基于切换函数设计扩张状态观测器以估计经切换函数重构系统中的扰动，并在控制器中对扰动进行补偿。最后通过李雅普诺夫理论证明了控制系统的稳定性。通过仿真验证了本文提出的方法能够有效实现飞行器轨迹跟踪控制且能够抑止传统滑模控制的抖振现象。