基于状态观测器的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

摘要

针对四旋翼无人机轨迹跟踪控制中非线性、欠驱动、强耦合、多变量的控制难点问题,提出了一种基于扩张状态观测器的串级全局快速终端滑模控制策略,该控制策略使得系统具有快速感知并实时消除内外干扰的功能,而且能保证系统在有限时间内迅速收敛到平衡状态。此外,通过Lyapunov理论证明了控制系统的稳定性。仿真实验证明,在四旋翼无人机模型中考虑了电机动态特性、外部干扰并避免了姿态角小扰动假设的情况下,所提控制算法能够提高系统的鲁棒性能,保证无人机的轨迹跟踪精度。