搭载光谱遥感载荷的多旋翼无人机控制系统设计与试验

作     者：裴信彪 吴和龙 马萍 严永峰 郝鹏 白越 Pei Xinbiao;Wu Helong;Ma Ping;Yan Yongfeng;Hao Peng;Bai Yue

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 吉林省农业科学院水稻研究所吉林公主岭136100 河北大学物理科学与技术学院光信息技术创新中心河北保定071002 

基　　金：国家自然科学基金(11372309 61304017) 吉林省科技发展计划重点项目(0150204074GX) 省院合作科技专项资金项目(2017SYHZ0024) 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2019年第48卷第1期

页      码：207-216页

摘      要：旋翼无人机作为低成本的新型遥感平台逐渐受到研究者与应用者的重视,旋翼无人机搭载商用遥感,具有地面分辨率高、响应迅速、使用维护方便等优点,很好地弥补了传统遥感的缺陷,在实际使用中抗干扰能力成为旋翼机遥感系统的重要性能指标。为了弥补常规多旋翼无人机航向控制力矩不足,首先设计了六轴十二旋翼无人机结构并建立了其动力学模型,然后针对农业遥感平台抗扰动能力的要求,设计了专用的带有微分跟踪器、扩张状态观测器和非线性状态误差反馈控制律的自抗扰控制算法。其次通过仿真验证了控制器的稳定性与有效性,通过实际风扰试验测试了该控制算法在11.2 m/s的短时风扰影响下仍保持良好的轨迹跟踪特性。最后在六轴十二旋翼无人机搭载自主研发的商品化微型高光谱仪MNS2001和两轴稳定云台,在特定区域水稻上空定点进行光谱遥感测量,在300～900 nm光谱范围内,悬停区域上空多次测量的相对误差不超过5%,试验表明该旋翼机遥感平台具有良好的稳定性和可靠性,可以进一步应用于农业遥感领域并辅助生产管理。

主 题 词：十二旋翼无人机 自抗扰控制算法 光谱遥感 稳定性 

学科分类：0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 081105[081105] 082503[082503] 0802[工学-机械学] 0825[工学-环境科学与工程类] 0704[理学-天文学类] 0811[工学-水利类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/IRLA201948.0118003

馆 藏 号：203454560...