风场干扰下四旋翼无人机的飞行控制与仿真

摘要

针对四旋翼无人机在野外工作受风干扰的问题,提出了风场干扰下四旋翼无人机的飞行控制方法.通过对四旋翼无人机的受力分析,考虑陀螺仪效应建立非线性数学模型,并引进外部风场干扰,建立了在风场作用下的位置姿态控制模型.设计反步法控制器,实现四旋翼无人机的位置及姿态控制,利用Lyapunov稳定性理论证明系统的稳定性,并利用Matlab/Simulink模拟分析控制策略的效果.在自然风的作用下,这一模型准确反映了系统的动态特性,且反步法控制器对四旋翼无人机执行轨迹追踪控制稳定性良好.