基于LMI的四旋翼无人机滑模控制器设计

摘要

为了精确和快速的对四旋翼无人机的位置和姿态进行跟踪控制,提出一种基于LMI的四旋翼无人机滑模控制方法.首先,简要介绍了''x''型四旋翼无人机的数学模型组成,将动力学模型分为姿态子系统和轨迹子系统两部分.接着,针对姿态子系统,基于滑模控制设计姿态控制器,保证其指标收敛于参考值,控制器的参数由线性矩阵不等式(LMI)得到.然后,针对轨迹子系统,基于PD控制设计跟踪控制器,生成姿态控制器的姿态参考值.最后,通过李雅普诺夫定理证明了该系统的稳定性,并通过数值仿真将该方案进行验证.仿真结果表明该控制方法将和四旋翼二阶滑模控制器相比响应速度更快、抗干扰性能更强,具有良好的姿态和位置跟踪性能.