基于ESO-MPC的水上无人机短距起降构型切换控制

来源：机械与电子杂志2026年第01期北京时间：

作者：秦宇洋;曹东;王程

单位： (南京航空航天大学自动化学院,江苏 南京 211106)

摘要：针对水上无人机在起降时收放襟翼过程中易出现高度大幅变化的问题,提出一种具备自主决策能力的过渡控制策略,以提升其在收放襟翼过程中无人机爬升或下滑的平稳性。首先建立水上无人机空中飞行非线性数学模型,将纵向通道进行解耦后分离出升降舵通道并对该无人机进行特性分析。然后设计基于扩展状态观测器的模型预测控制(ESO-MPC)方法,用于对俯仰角进行控制,使无人机稳定爬升或下降。同时引入基于ESO 观测器的前馈补偿,对建模不精确部分和外部干扰进行估计和补偿,进一步提升系统的鲁棒性。仿真结果表明,该系统能够实现襟翼收放过程中高度的平稳变化。

关键词：水上无人机;模型预测控制;扩张状态观测器;襟翼收放