基于扩张状态观测器和反步滑模法的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

摘要 为了解决欠驱动四旋翼无人机（UAV）在实际飞行中存在的外界干扰问题，同时提高在系统参数摄动情况下的精确轨迹跟踪效果，设计了一种基于扩张状态观测器（ESO）和积分型反步滑模算法的飞行控制策略。首先，根据系统的半耦合特性和严反馈结构特点，采用反步法设计姿态内环和位置外环控制器；然后，将抗干扰能力较强的滑模控制融入其中，使得系统的鲁棒性得到增强；接着，为了减小系统的稳态误差，引入积分环节；最后，利用ESO实时估算出系统的内、外总扰动并对控制量进行补偿。通过Lyapunov稳定判据，可以说明该系统是一个全局渐进稳定的系统，并通过仿真分析验证了所提控制方法的有效性和鲁棒性