尹 豪,唐 猛, 侯 凡

(西南交通大学 机械工程学院，成都 610031)

0 引言

四旋翼无人机是当下比较热门的一种多旋翼无人机，目前已被大量应用于航拍，侦察，巡线，喷洒农药等众多领域。而常用的PID控制方法具有结构比较简单，其参数调整也相对方便的特点，故在四旋翼无人机控制的工程实际应用中技术人员一般都采用PID控制策略。但在某些特定的高精度控制和抗扰动应用场合，常用的PID控制算法往往不能满足需求。为了能够适应这些应用对四旋翼无人机控制性能的特定需求，在国内外都出现了多种更智能的控制方法应用在四旋翼无人机中的研究，比如：模糊PID控制[1]、自抗扰飞行控制[2]、滑膜控制[3]以及多种控制方法的结合等等。这些控制器相对于PID控制器的控制效果都比较好，但这些控制器的结构也更加复杂，以及建立它们的数学模型变得困难，不利于四旋翼无人机的实际控制应用[4]。

伪微分反馈(Pseudo Derivative Feedback)控制策略[5]，简称为PDF控制，是由美国纽约州康奈尔大学的Phelan教授于1977年在其书籍《Automatic Control Systems》中提出的，是一种基于One-Master原则的实用性很强的控制架构。以往许多的研究表明，PDF策略相比PID控制策略具有更强的鲁棒性、较强的抗干扰能力和好的动态控制性能。本文就主要工作就是研究将伪微分反馈控制方法引入到四旋翼无人机中，以提高其控制性能；通过建立PID和PDF姿态控制器的控制仿真模型，研究PDF和PID策略在阶跃输入和外部干扰下的的性能提升。

1 四旋翼无人机动力……

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