基于双观测器的四旋翼无人机姿态控制

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2022年第4期北京时间：

作者：姜琛，李涛，赵宏生

单位：姜琛,南京信息工程大学 自动化学院, 南京, 210044,李涛,南京信息工程大学 自动化学院, 南京, 210044;南京信息工程大学 大气环境与装备技术协同创新中心, 南京, 210044,litaojia@163.com赵宏生,南京信息工程大学 自动化学院, 南京, 210044

摘要：为了提高四旋翼无人机姿态控制精度及抗干扰性能,将干扰观测器与扩张状态观测器相结合,提出了一种基于双观测器的滑模抗干扰控制方法.首先,对于部分已知信息的干扰用外生系统模型描述,并用干扰观测器进行估计;然后针对复杂的非线性可微干扰采用扩张状态观测器进行估计;接着设计滑模控制律来补偿双观测器估计的干扰,进而实现姿态控制;最后利用李雅普诺夫理论证明了系统的稳定性.仿真结果表明,该方法相较于传统的PID控制具有更高的跟踪精度和良好的抗干扰能力.

关键词：四旋翼无人机;干扰观测器;扩张状态观测器;滑模控制

基金资助：江苏省333工程科研项目(BRA2020067)