状态约束与驱动饱和下多旋翼无人机抗大气紊流干扰控制方法

来源：计算机测量与控制杂志2026年第5期北京时间：

作者：罗翔

单位：中国人民解放军空军军医大学

摘要：多旋翼无人机常执行危险且难度系数高的任务,虽然机体灵活方便,但通道间的耦合性相对较强。针对大气紊流干扰下的无人机控制问题,本文设计了状态约束与驱动饱和下的多旋翼无人机抗大气紊流干扰控制方法。首先,生成特定紊流序列,并以此为基础,选取用于效应分析的频谱函数,进而针对性分析大气紊流效应。然后,设计状态约束与驱动饱和下的PID控制器,在该控制标准下进行动力学坐标转换,完成动力学模型的数学运算,实现基于状态约束与驱动饱和的无人机动力特性的研究。最后,定义大气紊流扰动下的多旋翼无人机飞行模型,根据姿态角的取值,对无人机飞行进行逆误差补偿,并利用约束控制器,求解抗大气紊流干扰的变论域控制方程,完成多旋翼无人机抗大气紊流干扰控制方法的设计。实验结果表明,所设计方法在抗大气紊流干扰方面的性能明显优于基于改进扩展状态观测器和基于改进LESO的控制方法,在强干扰下也能保证多旋翼无人机的平稳飞行,应用效果较好。

关键词：状态约束;驱动饱和;多旋翼无人机;抗大气紊流;干扰控制;PID控制器;

基金资助：空军军医大学基础医学院教学课题：计算机网络教学中的思政研究与案例挖掘（编号：2024-JCJXKT-YB-14）