基于改进ADRC的四旋翼姿态控制器设计

作者：鄢化彪; 徐炜宾; 黄绿娥^*

来源：北京航空航天大学学报, 2023, 49(12): 3283-3292.

DOI：10.13700/j.bh.1001-5965.2022.0129

• 四旋翼无人机
• 自抗扰控制
• 扩张状态观测器
• 姿态控制
• xfal函数

针对四旋翼无人机姿态自抗扰控制（ADRC）系统应对复杂干扰时，基于传统fal函数设计的扩张状态观测器（ESO）抗扰动能力不足、易产生抖振的问题，提出一种改进型ADRC并用于四旋翼姿态控制。基于正弦函数构建一种新型光滑非线性xfal函数以改进ESO，利用Lyapunov函数对改进ESO的稳定性进行证明。通过仿真平台，与其他ADRC进行比较。实验结果表明：改进型ADRC和标准ADRC相比，当四旋翼无人机不受干扰时，在其抖振区间内，俯仰角均方误差降低了约38.7%；当四旋翼无人机分别受到连续干扰、突发干扰、复杂干扰时，在各自计算区间内，俯仰角均方误差分别降低了约78.4%、80.2%、83.3%。因此，改进型ADRC在有效减小抖振的同时，还具备优良的抗干扰能力。

• 单位
  江西理工大学; 自动化学院