固定翼无人机的自抗扰反步控制

摘要：

针对固定翼无人机姿态和速度控制中系统存在模型不确定性和外界扰动的情况，本文设计了基于扩张状态观测器的反步控制器抑制系统扰动以提高无人机的控制性能。首先建立无人机速度误差模型和姿态误差模型，其中姿态误差模型采用四元数作为变量以避免欧拉角在描述姿态时存在的奇点问题和复杂三角运算；进而设计扩张状态观测器对系统中存在的扰动进行估计，并将扰动估计值与控制器设计相结合，分别设计出姿态控制器和速度控制器来抑制扰动的影响且使无人机姿态和速度收敛到期望值。最后基于李雅普诺夫理论证明系统的稳定性。仿真结果表明，本文所设计方法能够抑制系统中存在的扰动。

关键词：固定翼无人机、姿态控制、速度控制、扩张状态观测器、反步法、四元数

所属期刊栏目：33

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金项目61374109,61304078,61590925;国家“973”计划项目2013CB035500;国家“863”计划项目2015AA043102

在线出版日期：2016-12-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1296-1302