基于反馈线性化的四旋翼无人机姿态控制研究

摘要

四旋翼无人机在飞行过程中,由于姿态系统强耦合性、强非线性及抗扰动性能弱的原因,无人机的控制一旦受到强扰动,则无人机将会偏移原来的轨迹甚至有可能坠毁.滑模控制是在四旋翼无人机姿态控制的常用方法,然而,如果无人机遇到外界强扰动时,普通滑模控制方法容易出现稳态误差.积分滑模控制方法通过引入积分环节可以降低其稳态误差,不过积分环节的引入容易导致系统暂态性能变差.为了降低由于积分环节的引入而增大的暂态误差,提出一种基于反馈线性化的积分滑模控制方法用于控制各姿态角.上述方法为了便于控制姿态系统,先借助反馈线性化方法将被控对象进行线性化,然后,再利用积分滑模控制律对每个姿态通道进行控制,使得系统在保持原有积分滑模控制方法的较好的稳态性能的基础上,还能够获得更好的暂态性能.最后通过仿真,验证了上述方法的有效性.