电工电能新技术

作者：韦为1,2， 吴艳1,2， 李芳1,2， 王丽芳1,2， 张俊智3

单位：1.中国科学院电工研究所， 北京 100190；
\r\n2.中国科学院大学， 北京 100049；
\r\n3.清华大学车辆与运载学院， 北京 100084

关键词：不确定性扰动, 轨迹跟踪控制, 改进自抗扰控制, 模型预测控制, 相位补偿器

基金：民航飞行技术与飞行安全重点实验室项目（FZ2021ZZ04）

四旋翼无人机具有较强的非线性特性，容易受到内外部不确定性扰动的影响，因此精准的轨迹跟踪控制成为挑战。本文针对上述问题提出了一种基于改进自抗扰控制和模型预测控制结合的分层控制架构以提高系统的鲁棒性及跟踪精度。首先，基于非线性自抗扰控制设计了外环位置控制器，同时针对自抗扰控制存在的相位滞后问题，设计了相位补偿器；然后基于模型预测控制设计了内环姿态控制器。本文所采用的控制方法不依赖于精确的数学模型，能够在满足系统约束的条件下对给定的轨迹进行精确的跟踪，具有较强的抗干扰能力。通过典型工况的仿真实验表明本文所提控制方法在轨迹跟踪精度上较传统自抗扰控制提升了40%以上，且具有较强的鲁棒性。

来源：2023年第5期

《电工电能新技术》期刊编辑部

查看电工电能新技术杂志2023年第5期