非定常耦合关联的多旋翼无人机自适应-非奇异终端滑模串级控制方法

来源：计算机测量与控制杂志2026年第5期北京时间：

作者：胡少华

单位：西安航空职业技术学院

摘要：多旋翼无人机在飞行过程中具有非定常耦合关联特性,导致其执行飞行任务容易受到外部扰动及惯性不确定性因素影响,难以保持良好的飞行平衡状态。为此,提出非定常耦合关联的多旋翼无人机自适应-非奇异终端滑模串级控制方法。该方法先考虑扰动风场、无人机负载等非定常耦合关联关系,检测无人机工作参数初始值。然后根据无人机飞行原理以及飞行任务,规划无人机的目标飞行轨迹,求解非奇异终端滑模串级控制目标。最后以构建的多旋翼无人机非奇异终端滑模面为外环控制、PID为内环控制,设计多旋翼无人机串级控制结构,根据飞行初始值与控制目标之间的偏差作为控制量,自适应生成非奇异终端滑模串级控制律,通过控制律的执行实现多旋翼无人机自适应-非奇异终端滑模串级控制任务。通过性能测试得出结论:在优化设计控制方法作用下,其转速控制误差、抖振程度以及最小奇异值取值更小,且在不同风场和负载工况下,多旋翼无人机的控制误差波动指数更低。优化设计方法在控制性能以及适应性能方面具有明显优势。

关键词：非定常耦合关联;多旋翼无人机;自适应控制;非奇异终端滑模控制;串级控制;

基金资助：西安航空职业技术学院校级项目：多旋翼无人机串联模糊PID智能控制系统研究（项目编号：24XHZD-09）