基于可变参数滑模控制的四旋翼无人机的姿态控制

摘要

为了稳定控制无人机的位置和姿态角,提出了一种结合滑模控制和状态反馈控制的非线性控制器。本次研究中,建立了四旋翼无人机的运动学模型,提出的一种可变参数的滑模控制和状态反馈控制方法,控制器设计分为2个阶段:设计姿态子系统时变滑模控制器,首先保证3个姿态角的快速收敛性能能满足第二阶段的设计要求;在完成第一阶段控制器的设计的基础上,保证位置姿态三轴上的实时跟踪性能,使得在有限时间里都到达期望的位置。本论文中介绍了现有的标准滑模控制方法和基于齐次系统方法的状态反馈法及相应的控制器,并且进行了对比分析实验。仿真结果表明了所设计的非线性控制器不仅可以有效地跟踪时变目标值,而且收敛性能更好。