四旋翼飞行器在风场扰动下的建模与控制

摘要

在实际飞行中,由于四旋翼飞行器飞行高度较低,故其易于受到紊流风场的作用.通过牛顿—欧拉方程建立了四旋翼飞行器在风场作用下的动力学模型,并根据Dryden模型生成紊流风场.控制器由采用基于积分反演算法的内环姿态控制器和采用常规PID控制算法的外环位置控制器组成,由李雅普诺夫理论判断了系统的稳定性.通过数值仿真实验的方式研究了系统在紊流风场作用下的动态性能及控制器的控制性能,结果表明:该模型能够准确反映风场作用下系统的动态性能;控制器在紊流风场作用下控制性能良好,系统具有较强的鲁棒性.