杨立本，章卫国，黄得刚

（1.西北工业大学自动化学院，陕西西安710129；2.陕西省飞行控制与仿真技术重点实验室，陕西西安710129）

基于ESO的欠驱动四旋翼飞行器轨迹鲁棒控制

杨立本1，2，章卫国1，2，黄得刚1，2

（1.西北工业大学自动化学院，陕西西安710129；2.陕西省飞行控制与仿真技术重点实验室，陕西西安710129）

针对欠驱动四旋翼无人飞行器的系统特性，为解决传统四旋翼飞行控制方法中存在的弱点，如系统状态变量间相互有较大耦合、控制效果易受建模误差的影响及抵御外界干扰能力较弱等弱点，设计一种基于扩张状态观测器（extended state observer，ESO）的轨迹跟踪算法，由ESO实现对系统复合干扰的估计，并在控制律中对复合干扰进行实时补偿。由于ESO只需要测量系统输出即可实现对复合干扰的精确估计，因此在实际系统中易于实现，为验证所提算法，进行两种不同情况下的仿真研究，分别为矩形轨迹跟踪和圆形轨迹跟踪，仿真结果验证了所提算法的可行性。

欠驱动；扩张观测器；干扰抑制；轨迹跟踪

0 引 言

四旋翼无人飞行器是一种欠驱动控制系统，4个电机作为其控制输入，输出量包括3个角运动及3个线运动，由于该系统是一种静不稳定系统，因此需要实时对飞行器进行控制才能保证系统稳定［1］。四旋翼无人飞行器由4个电机进行实时控制，不同分组的电机可以产生差动力矩，并由差动力矩控制系统的俯仰和滚转运动。当电机转速不同时，系统总的反扭矩不平衡，由反扭矩的差值控制系统的偏航运动，系统的总升力由4个电机的升力共同产生。……