张建扬，于春梅,2，叶剑晓

(1.西南科技大学 信息工程学院，四川 绵阳 621000； 2.特殊环境机器人技术四川省重点实验室(西南科技大学)，四川 绵阳 621000)

0 引言

近年来，由于四旋翼无人机(quadrotor Unmanned Aerial Vehicle, quadrotor UAV)具有结构相对简单、生产成本较低等优点，在军事和民用领域备受青睐[1]。轨迹跟踪控制是无人机完成特定任务的基础，因此，提高无人机的轨迹跟踪精度和性能具有重要意义。

四旋翼无人机是一个4输入、6输出的欠驱动系统[2]，系统变量间存在半耦合关系且模型中存在非完整性约束,这增加了控制器设计的复杂度。在实际飞行中，由于无法对空气动力建立精确的数学模型且模型中的无人机质量、转动惯量、空气动力学系数等参量的测量值与实际值之间存在偏差,同时桨叶转动、急风、地磁影响等外界未知干扰也会对其产生较大的影响[3-4]，从而进一步增加了四旋翼无人机的控制难度。因此，设计出能够克服系统内部扰动和外部噪声的无人机控制系统是轨迹跟踪的重中之重，即整个系统必须具有鲁棒性。

为了克服上述困难，国内外专家学者进行了大量的研究，已经有较多的解决方案被提出。如文献[5-7]研究了四旋翼无人机的反步法控制，由于反步法对精确的数学模型有较高要求，因此建模误差的大小会对系统的跟踪效果产生影响；文献[8]基于四元数法建立了无人机的数学模型，内、外环分别采用H∞控制和积分型反步法控制，较好地补偿了系统的内外干扰；文献[9-10]研究了滑模控制，虽然滑模变结构对系统参数变化不敏感，抗干扰能力较强，但当系统存在较强复合干扰时，无人机的控制精度并不理想；……