基于比例积分观测器的四旋翼无人机滑模姿态控制方法

专利申请号：CN201910062164.X

公 开 号：CN109521786A

发 明 人：万佑红 汪梓童 曹卫涛 王鲁 

代 理 人：王素琴

代理机构：32243 南京正联知识产权代理有限公司

专利类型：发明申请

申 请 日：20190326

公 开 日：20190123

专利主分类号：G05D1/08(20060101)

关 键 词：观测器 旋翼 姿态控制器 滑模 二阶系统模型 俯仰角 滚转角 偏航角 动力学模型 设计和计算 反馈功能 飞行控制 积分状态 设计滑模 位置输入 姿态控制 鲁棒性 构建 稳态 跟踪 转化 

摘      要：本发明公开了一种基于比例积分观测器的四旋翼无人机滑模姿态控制方法，方法包括步骤：建立仅存在干扰情况的四旋翼无人机的动力学模型，并将四旋翼无人机滚转角、俯仰角和偏航角的表达式均转化成二阶系统模型；基于二阶系统模型构建对应的比例积分观测器；根据比例积分观测器设计滑模姿态控制器，结合滚转角、俯仰角和偏航角的滑模姿态控制器对四旋翼无人机进行飞行控制；本发明将比例积分观测器与滑模姿态控制器相结合，通过比例积分观测器的部分反馈功能对四旋翼无人机的状和位置输入干扰态进行估计，提高比例积分状态观测器的稳态跟踪精度；通过滑模姿态控制器对四旋翼无人机的不确定因素具有较强的鲁棒性和抗干扰性；本发明设计和计算均简单。