控制理论与应用

作者：洪博文,韩永明,耿志强

单位：北京化工大学 信息科学与技术学院,北京化工大学 信息科学与技术学院,北京化工大学 信息科学与技术学院

关键词：分数阶系统; 模型预测控制; 滑模控制; 抗扰控制; 无人机

基金：国家自然科学基金项目(62422303, 62373035)资助.

针对无人机在受到外界干扰时, 控制精度降低的问题, 本文提出了一种基于分数阶的无人机抗扰的双环控制器, 实现无人机在扰动下的抗扰控制. 首先, 给出了无人机位置子系统的分数阶模型, 通过设计外环Tube-based模型预测控制器(TMPC), 实现了无人机位置子系统的期望轨迹跟踪控制. 然后, 通过融合PID控制特性, 设计内环分数阶滑模PID控制器, 实现了姿态子系统对期望姿态角的稳定跟踪与保持. 在一个四旋翼无人机上进行仿真, 并分别与整数阶Tube-based鲁棒模型预测控制器及整数阶滑模PID控制器进行对比, 基于平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)和均方根误差(RMSE) 等指标, 验证了所提出的基于分数阶的双环控制器的有效性.

来源：2025年第6期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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