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题名改进扩张状态观测器的无人机自抗扰控制器
被引量：1
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作者
包家汉
胡政
黄建中
徐张宝
贾晨露
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机构
安徽工业大学机械工程学院
阜阳师范大学计算机与信息工程学院
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出处
《电光与控制》
北大核心
2025年第11期1-6,25,共7页
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基金
国家自然科学基金(52305044)。
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文摘
高空四旋翼无人机(UAV)悬停作业时存在气流等叠加外力,干扰其飞行稳定性。基于传统fal函数的扩张状态观测器(ESO)存在估计精度不足和初始微分峰值等问题,制约了无人机自抗扰控制(ADRC)的性能。为此,提出一种光滑且处处可导,并具有饱和特性的非线性函数Tfal替代fal函数,改善ESO对状态量及扰动的估计精度和稳定性。采用Lyapunov函数证明了ESO误差系统渐近稳定。仿真实验证明,改进的ESO可以抑制观测初期的峰值振荡,提高估计精度及ADRC的抗扰性能。无人机姿态控制实机试验验证了该ADRC控制器可以快速克服随机扰动的影响,保持稳态精度,为高空清洗智能无人机的研发提供了控制基础。
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关键词
四旋翼无人机
自抗扰控制
扩张状态观测器
LYAPUNOV函数
tfal函数
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Keywords
quadrotor UAV
active disturbance rejection control
extended state observer
Lyapunov function
tfal function
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名基于改进fal函数的四旋翼无人机姿态运动控制
被引量：1
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作者
刘文婧
陈腾宇
湛春颖
王少锋
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机构
内蒙古科技大学机械工程学院/内蒙古自治区机电系统智能诊断与控制重点实验室
包头北方赛特检测科技有限责任公司
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出处
《科学技术与工程》
北大核心
2025年第6期2453-2460,共8页
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基金
内蒙古自然科学基金重大项目(2023ZD12)
内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划(NJYT22063)
高校基本科研业务费项目(2023RCTD012)。
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文摘
对于四旋翼无人机在姿态上的运动控制,目前主要方法是对自抗扰控制(active disturbance rejection control,ADRC)系统的应用。针对此系统在处理具有传感器噪声的复杂干扰时,以往的fal函数设计在应用上仍有许多缺陷。扩张状态观测器(extended state observer,ESO)在传统fal函数的作用下,其工作过程中存在观测的精度不足以及抖振发生率较高等问题。因此,在以往fal函数的基础上改进出了一种新型的非线性光滑tfal函数,并以此函数研究ESO,最后,将其他ADRC方法与此方法置于MATLAB/Simulink软件进行比较仿真,新设计的tfal函数表现出更好的收敛性。基于tfal设计的新型ESO,在误差估计和误差跟随性能上有着明显提升。同时相比于改进函数galn和传统函数fal,新型ESO下姿态自抗扰控制系统,其跟踪能力分别提升了2.3%和4%,抗干扰性能分别提升了50%和67%。
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关键词
tfal函数
四旋翼飞行器
姿态控制
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Keywords
tfal function
quadcopters
attitude control
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分类号
TP391.9
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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