基于ESO-LQG-PI的无人直升机悬停姿态角控制研究

来源：电子测量技术杂志2021年第24期北京时间：

作者：张庆新，朱金旭，郝晨乐

单位：1.沈阳航空航天大学 自动化学院 沈阳 110136;2.沈阳航空航天大学 人工智能学院;沈阳 110136

摘要：为了提高无人直升机姿态角的控制精度，增强抗干扰能力，本文根据TREX 700L无人直升机机型，提出了一种ESO-LQG-PI的控制方法。考虑到直升机系统的高度非线性，采用了小扰动增量线性化处理方法。利用扩张状态观测器(ESO)对系统扰动进行实时估计并补偿，通过增加比例积分（PI）控制器来减小输入信号造成的稳态误差，使用线性二次高斯（LQG）控制器找到最优的控制增益。实验表明，采用LQG-PI和ESO相结合的控制技术设计的无人直升机悬停姿态控制器提高了控制系统的控制精度，姿态角的误差范围在±0.5°，能较好地实现直升机悬停控制，具有抗干扰能力。

关键词：LQG-PI控制器;姿态角控制;直升机建模;扩张状态观测器

基金资助：国家自然科学基金（61811530036）、辽宁省教育厅重点攻关项目（ JYT19002） 资助