执行器饱和情况下四旋翼无人机的快速终端滑模控制

来源：信息与控制杂志2017年第2期北京时间：

作者：马亚丽, 宗群, 董琦, 尤明

摘要：针对四旋翼无人机提出了一种基于多环控制结构的非奇异快速终端滑模控制方法，以提高四旋翼无人机的收敛速度并解决一般快速终端滑模中存在的奇异问题.在实际应用中，四旋翼无人机存在模型不确定、外部干扰、执行器饱和等问题.首先，在位置环和姿态环考虑系统模型不确定和外部干扰的情况，结合自适应方法设计非奇异快速终端滑模控制器，抑制不确定和扰动的影响；然后，在转速环考虑执行器饱和问题，将饱和项当作加性扰动，设计滑模干扰观测器对扰动项进行估计，最后，设计了基于干扰观测器的滑模控制器，实现有限时间内收敛.通过李亚普诺夫方法证明了闭环系统的稳定性.仿真结果表明所设计的控制器在模型不确定、外部干扰和执行器饱和的影响下能够保证控制误差快速收敛.

关键词：四旋翼无人机, 非奇异快速终端滑模, 执行器饱和, 自适应, 干扰观测器