基于分数阶非奇异终端滑模的多旋翼植保无人机轨迹跟踪控制#br#

来源：中国农机化学报杂志2026年第5期北京时间：

作者：梁栋, 丁力, 吴洪涛

单位：（1. 江苏理工学院机械工程学院，江苏常州，213001； 2. 江苏省输配电装备技术重点实验室，江苏常州，213001； 3. 南京航空航天大学机电学院，南京市，210016）

摘要：多旋翼植保无人机在农业喷雾方面表现出很强的研究与应用价值，但系统通常存在位姿控制精度低、扰动抑制能力弱、响应速度慢等问题。为此，设计一种基于非线性扰动观测器的超螺旋分数阶非奇异终端滑模控制策略，旨在提升多旋翼植保无人机在轨迹跟踪控制上的控制精度与抗干扰能力。在控制器设计过程中，引入非线性扰动观测器来估计和补偿系统集总干扰，采用分数阶非奇异终端滑模和超螺旋算子来提升系统状态量的跟踪精度和响应速度。利用Newton—Euler推导出多旋翼植保无人机非线性动力学模型，并结合其实际作业情况对模型进行简化。通过两个仿真算例对所提控制策略的有效性进行验证。结果表明，所设计的控制器跟踪精度比线性自抗扰控制器和基于非线性扰动观测器的滑模控制器分别高54.25%和23.71%，且具有更强的抗干扰能力和更快的响应速度，能够满足多旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制的需求。

关键词：多旋翼植保无人机,轨迹跟踪控制,分数阶终端滑模控制,扰动观测器,超螺旋算子

基金资助：国家自然科学基金(52005231)；江苏省自然科学基金(BK20170315)