控制理论与应用

作者：姚倩倩,齐国元

单位：天津工业大学,天津工业大学

关键词：四旋翼无人机; 最优控制系统; 补偿函数观测器; 高阶微分器; 非线性二次调节器; 模型补偿二次调节器; 扩张状态观测器

基金：国家自然科学基金项目(61873186)资助.

针对四旋翼无人机系统的时变、模型偏差、受扰等问题, 本文提出了一种抗扰最优控制算法. 首先给出了一种简单的非线性二次调节器(NLQR), 然后引入高精度的补偿函数观测器(CFO), 提出了模型补偿二次调节(MCQR)最优控制算法, 并给出了单个通道闭环系统的稳定性分析. 这是一种不依赖或部分依赖模型的非线性最优控制方法, 将CFO估计值实时反馈到NLQR中, 以补偿非线性模型偏差和扰动. 仿真中, 基于CFO的MCQR算法实现了四旋翼无人机位置姿态下的稳定控制, 在暂态性能、跟踪稳态精度、抗干扰和时变负载能力方面具有突出的优势, 同时, 在基于Pixhawk的四旋翼飞行器控制算法开发平台中实验验证了所提控制算法的优越性和有效性.

来源：2024年第11期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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