干擾觀測器補償的四旋翼飛行器自適應離散終端滑模控制

何泉林, 佃松宜, 蒲 明

(1.四川大學電氣信息學院，成都 610065; 2.成都信息工程大學，成都 610225)

干擾觀測器補償的四旋翼飛行器自適應離散終端滑模控制

何泉林1, 佃松宜1, 蒲 明2

(1.四川大學電氣信息學院，成都 610065; 2.成都信息工程大學，成都 610225)

傳統的離散線性滑模應用于四旋翼飛行器控制具有跟蹤誤差大、響應速度慢、不能有限時間收斂等問題，針對具有外干擾、系統不確定和建模誤差的四旋翼飛行器，提出了干擾觀測器補償的自適應離散終端滑模控制。首先，對一類包括四旋翼飛行器模型的離散化方程推導了終端滑模控制律，引入自適應律因子減小抖振，構造了以狀態變量的平方作為干擾誤差收斂速度的改進型離散干擾觀測器,且證明了它的穩定性，再利用改進的離散干擾觀測器獲取未知干擾、不確定和建模誤差的高精度估計，并用于控制器設計補償項，提高魯棒性和減小穩態誤差，再對整個系統的穩定性做了嚴格的證明。最后將提出方法用于四旋翼飛行器控制，Matlab仿真分析表明，干擾觀測器補償的自適應離散終端滑模控制比離散終端滑模等其他控制方法具有響應時間更快、跟蹤效果更理想、魯棒性更強等特點，實現了在不確定干擾的情況下飛行器姿態的穩定控制。

四旋翼飛行器； 終端滑模控制； 干擾觀測器； 離散線性滑模； 姿態控制

0 引言

四旋翼飛行器作為一種結構簡單、成本低、機動性好、可垂直起降的飛行器，具有控制靈活、穩定性好、可自由懸停等優點，因此在軍、民用方面都得到了大量應用，包括低空偵察、抗震救災、航拍測繪、管線巡檢等，具有重大實際意義[1]。……