系留式无人机抗干扰轨迹跟踪控制研究

作者：丁力; 虞青; 刘凯磊; 刘晨; 郑欣

来源：电光与控制, 2020, 27(12): 95-100.

• 系留式无人机
• 轨迹跟踪控制
• 扰动观测器
• 自适应滑模控制
• 集总干扰

面向空中作业时的大续航需求,系留式无人机是将旋翼飞行器与地面系泊单元相结合所提出的新型飞行器。实际作业中,系留缆绳的收放会引起无人机动力学性能变化,进而影响其轨迹跟踪控制;同时,由系统未建模特性与阵风干扰组成的集总干扰也将影响轨迹跟踪控制效果。针对上述问题,提出了一种基于扰动观测器的自适应滑模鲁棒控制算法。首先,引入悬链线理论描述系留缆绳的拉力变化,采用牛顿-欧拉方程建立整个系统的动力学模型。其次,在Lyapunov定理的框架下,利用扰动观测器来估计与补偿集总干扰,设计自适应滑模控制律来保证系统跟踪误差收敛。最后,通过仿真算例和试验分析,验证了本文控制策略的有效性,结果表明:所提控制算法比终端滑模控制算法具有更高的轨迹跟踪精度,能够帮助系留式无人机跟踪复杂轨迹。

• 单位
  安徽理工大学; 江苏理工学院