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题名带有扰动的无人机分数阶双环抗扰控制
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作者
洪博文
韩永明
耿志强
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机构
北京化工大学信息科学与技术学院
中国教育部智能pse工程研究中心
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出处
《控制理论与应用》
北大核心
2025年第6期1083-1091,共9页
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基金
国家自然科学基金项目(62422303,62373035)资助。
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文摘
针对无人机在受到外界干扰时,控制精度降低的问题,本文提出了一种基于分数阶的无人机抗扰的双环控制器,实现无人机在扰动下的抗扰控制.首先,给出了无人机位置子系统的分数阶模型,通过设计外环Tube-based模型预测控制器(TMPC),实现了无人机位置子系统的期望轨迹跟踪控制.然后,通过融合PID控制特性,设计内环分数阶滑模PID控制器,实现了姿态子系统对期望姿态角的稳定跟踪与保持.在一个四旋翼无人机上进行仿真,并分别与整数阶Tube-based鲁棒模型预测控制器及整数阶滑模PID控制器进行对比,基于平均绝对误差(MAE)、均方误差(MSE)和均方根误差(RMSE)等指标,验证了所提出的基于分数阶的双环控制器的有效性.
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关键词
分数阶系统
模型预测控制
滑模控制
抗扰控制
无人机
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Keywords
fractional-order system
model predictive control
sliding mode control
disturbance rejection control
unmanned aerial vehicles
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分类号
V249.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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