多传感器数据融合下的无人机高度扩张状态观测器设计

• 作者: 陈汉泉 陶杰 鲁仁全 广东工业大学自动化学院
• 来源期刊: 控制理论与应用
• 学科: 工学
• 关键词: 状态估计;数据融合;扩张状态观测器;四旋翼无人机
• 年，卷（期）: 2025,（12）
• 页码范围: 177-185
• 页数: 9页
• 语种: 中文

摘要

无人机在飞行作业时需要精确稳定的高度估计,针对传感器噪声以及气流和温度变化对无人机高度估计影响的问题,本文提出一种基于多传感器数据融合的扩张状态观测器设计方法.首先,建立无人机高度和传感器噪声模型并对其进行简化处理;其次,针对位置传感器、气压计和惯性测量单元的传感器特性,结合多传感器数据融合方法设计扩张状态观测器估计出无人机高度、z轴速度和总扰动,并将总扰动估计值反馈给控制系统;然后,根据四旋翼无人机非线性数学模型进行数值仿真,仿真表明本文设计方法的合理性和有效性;最后,通过实物测试验证了所设计的扩张状态观测器能有效估计和补偿扰动并对传感器噪声有良好的抑制能力.