四旋翼无人机姿态非线性控制研究

摘要

四旋翼无人机易受到非线性和不确定性因素干扰等原因的影响,使得姿态的稳定控制成为难点.为解决由线性控制带来的姿态控制性能降低和由初始状态误差导致的“峰化”现象等问题,提出了一种基于内外环结构下的非线性控制算法用来稳定姿态控制.上述控制器外环采用非线性PD控制,内环采用非线性自抗扰控制.采用有限时间收敛微分跟踪器,改进原自抗扰控制器组成结构,使得内环收敛速度大于外环,保证了闭环系统稳定性.仿真结果表明,非线性控制器可以实现任意初始状态下的无人机飞行姿态控制,响应速度比线性控制快,在有干扰的情况下依旧保持的稳定的姿态控制.