王振,庞爱民,马双宝

(武汉纺织大学 机械工程与自动化学院，湖北 武汉，430200)

四旋翼飞行器是当今控制工程研究中的热门领域，由于其可以进行垂直升降，并且具有结构简单化、飞行姿态多样化、飞行噪声小等特点，其在军工和民用领域都有着广泛的应用，如应用在抗洪抢险、高压电路巡检设备、高空航拍和汽车导航等方面。具有轻量化特点的四旋翼飞行器在高空飞行过程中，机身四周顶部的螺旋桨在电机带动下高速旋转，容易在外部扰动作用下出现机身抖动的情况，系统控制可靠性能大大降低。本文主要研究四旋翼飞行器在飞行过程中的系统稳定跟踪控制问题。文献[1]考虑电机出现故障的 3 种不同情形下，结合积分反演控制技术和时延控制(TDC)技术对上一个系统状态进行迭代，进而逼近和补偿四旋翼无人机执行机构的故障信息；文献[2]提出传统PID控制适用于线性系统类型的工程应用，其控制参数固定不变，很难适应四旋翼的灵活性。文献[3]提出模糊控制，可以解决PID控制在非线性控制中抗干扰能力弱的问题，模糊控制作为一种先进控制策略可以在非线性系统中取得较好的控制效果。文献[4]提出了一种基于状态观测器技术的故障诊断方法，并对其鲁棒性与快速性进行了理论分析。文献[5]根据四旋翼飞行器系统动力学模型，控制四旋翼飞行器的位姿。文献[6-7]改进传统无迹卡尔曼滤波算法，结合陀螺仪漂移误差模型，使用四元数的方法构造无迹卡尔曼滤波状态方程，有效减小了非重力加速度对姿态解算的影响。……