四旋翼不确定干扰前馈补偿与反步滑模姿态控制
来源：计算机集成制造系统杂志2022年第2期北京时间：
作者：薛晶勇, 杨波, 朱永乐, 王斌锐
单位：1.中国计量大学机电工程学院2.浙江运达风电股份有限公司
摘要：针对四旋翼控制中由外部不确定干扰和系统参数不确定引起的具有时变特性的不确定界干扰问题,设计一种不确定干扰前馈补偿的反步滑模姿态抗干扰控制方法。采用牛顿欧拉方法建立带不确定干扰的四旋翼6自由度动力学模型,然后采用非线性干扰观测器对姿态系统中的不确定干扰进行观测估计,进而基于不确定干扰估计量的前馈补偿设计反步滑模控制器,最后通过Lyapunov理论验证了系统的稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器可以有效解决外部干扰和系统参数不确定导致的系统高阶不确定性问题,实现不确定干扰下的四旋翼鲁棒控制,同时改善传统滑模中控制输入不连续的情况。通过仿真与抗干扰飞行实验验证了所设计的控制策略在应对快时变特性干扰时具有较好的鲁棒性。
关键词：四旋翼,不确定干扰,非线性干扰观测器,前馈补偿,反步滑模控制
基金资助：国家重点研发计划资助项目(2018YFB2101004);浙江省重点研发计划资助项目(2017C03G2080725)。
