郑 俊 哲，宋 占 魁

(大连工业大学 信息科学与工程学院,辽宁 大连 116034)

0 引 言

随着科学的进步、自动化技术的发展，四旋翼无人机逐步变得智能化、便利化。它可以用于输电线路巡检、运送快递，还可以代替人力在危险系数较高的环境下进行远程任务[1]。在无人机控制系统中，姿态控制是实现无人机自主飞行的基础。比如，当无人机在树林或者丛林等环境下作业，需要靠自身变换姿态来避免与枝条发生碰撞，保证无人机安全作业。当无人机需要在狭窄的环境勘察时，同样也需要进行姿态控制来规避障碍[2]。其中，姿态控制就是控制四旋翼无人机的3个姿态角(俯仰角、滚转角、偏航角)稳定的跟踪期望信号，并保证闭环系统的渐进稳定[3]。由于无人机强耦合的特性，只有保证姿态系统稳定控制，才能使其按照期望轨迹自主飞行。然而，四旋翼无人机在实际的飞行中，姿态会受到外界干扰或者微小故障的影响，会导致无人机飞行偏离期望轨道[4]。所以，需要设计控制器或者观测器来对系统受到的总的不确定性因素进行估计和补偿，从而保证无人机在有外界干扰或者出现故障的情况下对姿态可以有效地控制跟踪。

四旋翼无人机常见故障包括执行器故障和传感器故障[5]。其中，执行器故障对无人机的自主飞行有着较大的影响，更难以解决[7-8]。

针对执行器故障下姿态跟踪控制的研究方法颇多。Sadeghzadeh等[9]采用线性二次调节器，分别加入自适应算法和变增益PID算法。……