王亮亮, 刘小雄, 马青原, 徐恒

(西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710072)

基于L1自适应方法的无人机纵向阻尼控制器设计

王亮亮, 刘小雄, 马青原, 徐恒

(西北工业大学 自动化学院, 陕西 西安 710072)

针对无人机模型不确定性和非线性干扰因素对飞行控制性能的影响,采用一种新型的L1自适应控制方法进行纵向阻尼控制。首先根据无人机的纵向气动特性,建立了包含模型不确定性和干扰的俯仰角速率非线性动力学模型,然后根据L1自适应控制理论设计自适应律和带宽合适的低通滤波器,最后对所设计的控制系统进行了仿真验证。结果表明:在系统不确定性和高频干扰的情况下,所设计的控制系统能在保证系统快速性的同时,对外界不确定性和干扰具有较强的鲁棒自适应性，可使跟踪误差快速收敛且瞬态性能优异。

L1自适应控制; 纵向阻尼; 无人机; 滤波器

0 引言

无人机在机动飞行的过程中,会受到各种外加干扰的影响。由于各种不确定因素和各种干扰,模型会有很大的不确定性。一般的线性控制方法在模型发生变化或遇到外界干扰时会变得非常不稳定。常用的非线性方法如动态逆、反步法都依赖高精度的系统建模。L1自适应控制是由Cao和Hovakimyan[1-2]提出来的。目前国内研究刚处于起步阶段[3-5],相比传统的自适应方法,该控制方法有效地解决了自适应速率较小、控制输入容易高频振荡的缺点[6],只受到计算机硬件的制约,具有很强的工程应用价值。……