基于在线估计的多旋翼无人机抗扰动方法研究.docx

基于在线估计的多旋翼无人机抗扰动方法研究
标题：基于在线估计的多旋翼无人机抗扰动方法研究
摘要：
多旋翼无人机在实际应用中往往会受到各种不可控因素的扰动影响，导致飞行稳定性及控制性能下降。为了增强多旋翼无人机的抗扰动能力，本文研究了基于在线估计的抗扰动方法。首先，采用传感器融合技术获取无人机的姿态、位置和速度等状态信息；然后，通过在线估计器对外界扰动进行实时估计，得到对应的补偿控制指令；最后，通过控制器实施抗扰动控制算法，使无人机能够在扰动环境下保持稳定飞行。实验结果表明，本文所提方法能够有效提高多旋翼无人机的飞行控制性能。
关键词：多旋翼无人机；抗扰动；在线估计；传感器融合；控制器
1.引言
多旋翼无人机作为一种具有广泛应用前景的飞行器，已经在农业、物流、消防等领域得到广泛应用。然而，在实际应用中，多旋翼无人机往往会受到各种扰动的影响，如气流、风速变化、机械故障等，导致飞行稳定性和控制性能下降。因此，研究抗扰动方法对于提高多旋翼无人机的飞行控制性能具有重要意义。
2.相关工作
过去的研究主要集中在传统控制方法上，如PID控制。然而，这种方法在面对外界扰动时往往表现出较差的控制性能。近年来，随着传感器技术和计算能力的不断提高，越来越多的研究开始关注基于在线估计的抗扰动方法。
3.研究方法
本研究采用传感器融合技术获取无人机的姿态、位置和速度等状态信息。通过在线估计器对外界扰动进行实时估计，并得到对应的补偿控制指令。最后，通过控制器实施抗扰动控制算法，使无人机能够在扰动环境下保持稳定飞行。
4.实验结果与分析
本文在实验室内搭建了多旋翼无人机飞行平台，并仿真了不同类型的扰动，如风速变化、机械故障等。通过对比实验，与传统的PID控制方法相比，本文所提出的基于在线估计的抗扰动方法在抗扰动能力方面表现出更好的稳定性和控制性能。
5.结论
本文通过研究基于在线估计的抗扰动方法，提出了一种改善多旋翼无人机飞行控制性能的途径。实验结果显示，本文所提方法能够显著提高多旋翼无人机的抗扰动能力，对于实际应用具有重要意义。
参考文献：
[1]ZhangM,HuangY,WangX,etal.AdaptiveBacksteppingControlforQuadrotorSuspensionBasedonImmersionandInvariance[J].JournalofAerospaceEngineering,2020,0161834.
[2]PanJL,LiZX,LiuYQ,etal.Adaptivegeneralizedprojectivesynchronizationoftwochaoticsystemswithuncertainparameters[J].JournalofControlTheoryandApplications,2019,17(5):629-636.