基于反步滑模算法的植保无人机姿态控制研究

作者：冯江; 张慧; 张喜海; 杨方

来源：东北农业大学学报, 2022, 53(01): 55-65.

DOI：10.19720/j.cnki.issn.1005-9369.2022.01.007

• 植保无人机
• 反步滑模控制
• 线性二次型调节器
• 滑模控制
• 积分反步法控制

针对植保无人机在作业时易受环境及模型参数影响,提出一种反步滑模姿态控制算法,分别在无故障干扰与有故障干扰情况下,对线性二次型调节器法(Linear quadratic regulator,LQR)控制、滑模法控制(Sliding mode control,SMC)、积分反步法控制(Integrator backstepping controller,IBC)开展仿真对比试验。结果表明,在无故障干扰下3种算法均能在较短时间内达到平稳状态,在有加性故障干扰时线性二次型调节器法控制无法快速达到平衡状态,滑模控制有抖动,积分反步法震荡较大。为解决此问题,基于反步法设计位置姿态控制律对植保无人机闭环控制回路作补偿,构造滑模观测器实时观测执行器故障情况;设计基于反步滑模控制(Backstepping sliding mode,BSM)容错控制器,并开展仿真与物理试验。可知,反步滑模控制物理实现简单、响应时间短、容错控制性强、鲁棒性好,植保作业更加精准高效。

• 单位
  东北农业大学