基于扩张观测器的倾转旋翼无人机非线性滑模姿态控制

作     者：谢梦珊 徐胜 苏成悦 冯祖勇 陈元电 施振华 罗励为 XIE Meng-shan;XU Sheng;SU Cheng-yue;FENG Zu-yong;CHEN Yuan-dian;SHI Zhen-hua;LUO Li-wei

作者机构：广东工业大学物理与光电工程学院广州510006 广州杰超科技有限公司广州510030 

基　　金：广州市科技计划项目(201804010384) 广东省科技计划项目(2017A020208063) 

出 版 物：《环境技术》 (Environmental Technology)

年 卷 期：2022年第40卷第1期

页      码：167-173,178页

摘      要：倾转旋翼无人机具有垂直起降和长续航的特点,其潜在的应用前景受到了广泛的关注。但倾转旋翼无人机存在强耦合、非线性和扰动不匹配等问题,这给其姿态控制器设计带来了很大的挑战。本文基于改进的自抗扰算法,将扩展状态观测器(ESO)与非线性滑模控制(NSMC)相结合,利用ESO-NSMC(ENC)设计了倾转旋翼无人机姿态控制器,建立了倾转旋翼无人机六自由度非线性数学模型,利用扩张状态观测器对系统的状态和扰动进行估计,设计了非线性滑模控制器以实现有限时间收敛。仿真结果表明,与RSM相比,ENC在悬停、前飞和过渡模式下的平均收敛时间提升率为58.6%、19.6%和3.28%,抗干扰能力分别提升83.5%、25.6%和66.4%,证明该方法具有较好的控制效果和鲁棒性。

主 题 词：倾转旋翼无人机 扩张状态观测器 非线性滑模控制器 姿态控制器 自抗扰控制 

学科分类：080902[080902] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-7204.2022.01.039

馆 藏 号：203109454...