刘婷婷， 宋家友， 桑 园

(1.郑州西亚斯学院电子信息工程学院，郑州 451150； 2.郑州大学信息工程学院，郑州 450001)

0 引言

多旋翼无人机(UAV)通过控制电机带动螺旋桨旋转，产生升力后可完成多个自由度的飞行运动，进行定高悬停和垂直起降，行动灵活，在军事侦察、航拍、编队表演、勘测等领域发挥着越来越重要的作用，已成为研究的热点[1-3]。由于多旋翼UAV在飞行过程中不断抖动，容易出现机械和电气故障，严重时还会造成UAV坠毁，所以对飞行控制系统的依赖性极高[4]。另外，多旋翼UAV的旋翼能提供的升力有限，在设计容错控制律时，需要充分考虑输入受限的影响[5-7]。

近些年，对多旋翼UAV容错控制的研究已经取得了一定成果。文献[8]针对四旋翼UAV轨迹跟踪的容错控制问题，提出了一种基于鲁棒控制和干扰观测器的容错控制方法，能够准确估计外界干扰和执行器加性故障，实现了UAV的容错控制，并通过仿真验证了方法的有效性。四旋翼UAV在执行高负荷和长航时任务时，旋翼的疲劳断裂容易导致UAV失控甚至坠毁。文献[9]针对悬停状态下四旋翼UAV的执行机构故障，提出了一种基于插值增益调度PID的主动容错控制方法，通过多模型故障诊断算法准确估计了执行器故障，并根据估计结果，动态切换控制律，实现了UAV的容错控制，但设计过程较为复杂；文献[10]提出了一种基于积分滑模控制的四旋翼UAV主动容错控制方法，通过构造观测器对执行机构故障进行实时观测，并设计了积分滑模控制律，通过对UAV的位置和姿态控制回路进行补偿，具有较强的容错能力。……