基于浸入—不变集的三旋翼无人机高度系统自适应控制器设计

来源：计算机测量与控制杂志2020年第6期北京时间：

作者：徐晓旭,郝伟

单位：天津航天中为数据系统科技有限公司

摘要：针对三旋翼无人机的研究集中于数学模型分析、简单的控制算法设计等起步阶段，且高度系统空气阻尼系数未知的情况，研究了三旋翼无人机高度系统的控制问题。基于浸入—不变集方法设计了一种控制三旋翼无人机跟踪目标高度的自适应控制器，根据三旋翼无人机飞行运动特点，推导了三旋翼无人机运动数学模型，完成了控制器参数设计和气动参数选择，采用Lyapunov分析方法对所设计控制器的渐近稳定性进行了理论证明，并对未知空气阻尼系数进行了在线估计，最终在三旋翼无人机实验平台上在环仿真实验验证。实验结果表明，高度跟踪误差在0-6秒可较好地趋于收敛，控制阻尼系数估计值也较好地收敛于合理的范围，表明该算法稳态误差小，收敛速度快，具有较好的控制性能和较强的实用性。

关键词：三旋翼无人机;浸入—不变集;自适应控制

基金资助：山东省自然科学基金，滨州学院博士学位人员科研启动费项目