四旋翼无人机串级自抗扰姿态控制及轨迹跟踪

摘要

提出一种基于串级线性自抗扰(ADRC)的四旋翼无人机姿态控制器设计方法,并采用比例-积分-速度(PIV)控制设计位置控制器,实现四旋翼无人机的轨迹跟踪控制。对于姿态控制系统,通过对俯仰、滚转和偏航3个通道设计线性扩张状态观测器(LESO),对系统内部不确定性与外部扰动进行实时观测与补偿。对于位置控制系统,采用PIV控制算法设计控制器,完成平移变量的稳定跟踪控制。对所涉及的串级自抗扰姿态控制器的稳定性进行了分析说明。最后,在Quanser飞行控制实验平台中进行轨迹跟踪实验,验证了所提方法的有效性。