喷施作业植保无人机抗干扰反步鲁棒控制方法

来源：中国农机化学报杂志2025年第6期北京时间：

作者：马黎, 崔雅博

单位：(1. 商丘职业技术学院软件学院，河南商丘，476100； 2. 开封大学信息工程学院，河南开封，475004)

摘要：针对喷施作业植保无人机容易受到电机动态特性、机体振动和机械摩擦等干扰因素影响的问题，设计一种反步鲁棒控制律。首先，建立带有各种干扰因素的植保无人机数学模型，并通过设计的扩张状态观测器准确估计出扰动大小；然后，结合反步法分别设计方位角速度、电机电流和电机电压的控制指令，提高对植保无人机的飞行精准度；最后，进行仿真试验。试验表明，验证设计的扩张状态观测器对方位角、方位角加速度和驱动电机电流的最大估计误差分别为0.03°/s、0.03°/s2、0.04 A/s，提出的反步鲁棒控制律能够使俯仰角、滚转角和航向角的最大误差分别仅为0.4°、0.6°和0.5°。提出的鲁棒控制律能够有效克服电机动态特性、机体振动和机械摩擦等干扰因素的影响，确保植保无人机精准和稳定地飞行，使重喷和漏喷的面积占比分别下降至0.23%和0.27%。

关键词：植保机械,喷施无人机,扩张状态观测器,反步鲁棒控制,轨迹跟踪

基金资助：河南省科技攻关项目（212102210533）