未知风场扰动下无人机三维航迹跟踪鲁棒最优控制

来源：电子与信息学报杂志2015年第12期北京时间：

作者：张坤, 高晓光

摘要：该文提出一种未知风场扰动下无人机精确3维航路跟踪的鲁棒最优控制律。该控制律基于跟踪虚拟目标的思想，将风场扰动加入无人机运动方程，采用反馈线性化将无人机的非线性动力学方程变换为线性状态方程。假设风场扰动已知的条件下，采用线性二次型调节器推导出能够跟踪3维航路的最优控制律。进一步考虑未知的风场扰动，设计鲁棒控制项代替最优控制律中的风场参数，得到能够抑制未知有界风场干扰的鲁棒最优控制律，并采用Lyapunov稳定性理论证明该闭环系统的全局渐近稳定性。仿真表明该控制律能够实现在未知风场扰动下无人机精确3维航迹跟踪，且具有良好的跟踪性能。

关键词：3维航迹跟踪, 最优控制, 鲁棒控制, 风场扰动

基金资助：国家自然科学基金(60774064)和教育部博士点基金(20116102110026)