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《基于自抗擾理論的小型四旋翼飛行器姿態(tài)控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第５卷第３期航空工程進(jìn)展Vol暢５No暢３２０１４年８月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGAug．２０１４文章編號(hào)：１６７４‐８１９０（２０１４）０３‐３３８‐０５基于自抗擾理論的小型四旋翼飛行器姿態(tài)控制張廣昱，袁昌盛（西北工業(yè)大學(xué)航空學(xué)院，西安７１００７２）摘要：針對(duì)四旋翼飛行器的強(qiáng)耦合性、非線(xiàn)性、易受外界干擾等控制難點(diǎn)，研究利用自抗擾控制器對(duì)四旋翼飛行器進(jìn)行姿態(tài)控制的技術(shù)問(wèn)題。通過(guò)牛頓－歐拉方程建立四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型，將不確定性、耦合及參數(shù)
2、攝動(dòng)等干擾作為“總和干擾”，利用擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器進(jìn)行估計(jì)并動(dòng)態(tài)反饋補(bǔ)償，再利用非線(xiàn)性反饋抑制補(bǔ)償殘差，進(jìn)行四旋翼飛行器姿態(tài)控制仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：在存在模型參數(shù)攝動(dòng)和外界擾動(dòng)的情況下，擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器很好地實(shí)時(shí)估計(jì)和補(bǔ)償了四旋翼飛行器的總和干擾，基于自抗擾的四旋翼飛行器姿態(tài)控制系統(tǒng)具有較好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)、穩(wěn)態(tài)精度以及較強(qiáng)的魯棒性。關(guān)鍵詞：四旋翼飛行器；自抗擾控制；擴(kuò)張狀態(tài)觀測(cè)器；非線(xiàn)性反饋中圖分類(lèi)號(hào)：V２４９．１；TP２７３文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AAttitudeControlofSmallQuad‐rotorBas
3、edonActiveDisturbanceRejectionControlTheoryZhangGuangyu，YuanChangsheng（SchoolofAeronautics，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’an７１００７２，China）Abstract：Tosolvetheattitudecontrolproblemofsmallquad‐rotoraccordingtoitscomplexcoupling，non‐linearandseriou
4、sinternal／externaldisturbancefeature，acontrolschemebasedonactivedisturbancerejectioncontroltechniqueisproposed．ThedynamicmodelisestablishedwithNewton‐Eulerequations，andtheuncertainty，couplingandparameterperturbationareconsideredastotaldisturbance．Exten
5、dedstateobserverisusedtoesti‐mateandcompensatethetotaldisturbance．Thenon‐linearstateerrorfeedbackisusedtorestrainthecompen‐sateerror，anddidsimulationexperimentofattitudecontrolforsmallquad‐rotor．Theresultofthesimulationshowsthattheextendedstateobserver
6、oftheactivedisturbancerejectioncontroltechniquecanestimate／com‐pensatedisturbancewellundercircumstanceofparameterperturbationanddisturbance．Theattitudecontrollerbasedonactivedisturbancerejectioncontroltheoryshowsgooddynamicquality，steady‐stateaccuracya
7、ndstrongrobustness．Keywords：quad‐rotor；activedisturbancerejectioncontrol；extendedstateobserver；nonlinearfeedback這些干擾具有不確定性且持續(xù)存在。設(shè)計(jì)具有高0引言抗擾性能，對(duì)內(nèi)部和外部擾動(dòng)具有魯棒性的控制器，成為四旋翼飛行器飛行姿態(tài)控制的重要內(nèi)容。四旋翼飛行器是近年來(lái)比較熱門(mén)的新型旋翼國(guó)內(nèi)外對(duì)四旋翼飛行器姿態(tài)控制問(wèn)題已有一類(lèi)飛行器，具有機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易操縱、成本低廉些研究成果，經(jīng)典控制方法
8、盡管能滿(mǎn)足基本要求，等優(yōu)點(diǎn)。四旋翼飛行器具有強(qiáng)耦合、多變量、非線(xiàn)但在建立小擾動(dòng)方程過(guò)程中忽略了各通道間耦合性等控制難點(diǎn)，且在空中飛行時(shí)易受到外界干擾，及內(nèi)部干擾，對(duì)外部干擾敏感，因此，目前普遍采用［１］［２］現(xiàn)代控制方法，如滑模法、自適應(yīng)法、反步［３］［４］收稿日期：２０１３‐１２‐１０；修回日期：２０１４‐０１‐２１法、LQ等。雖然多數(shù)現(xiàn)代控制方法的設(shè)計(jì)結(jié)通信作者：張廣昱，zhang＿guangyu＠yeah．net果很好，但是這些方法在工程應(yīng)用中具有很大不第３期張
