微型四旋翼无人机抗扰动高机动飞行控制：理论和实验验证

摘要

微型四旋翼无人机在执行高机动飞行时，产生的复杂高速气流导致旋翼气动力不稳定，引发无人机角速度的震荡，进而影响其飞行稳定性.为解决这一问题，本文分析了由螺旋桨气动系数和扭矩延迟对无人机动力学的影响，提出了一种新的基于非线性扩张状态观测器的抗扰动控制策略.该方法将无人机在高机动飞行时受到的系统扰动视为总扰动，通过扩张状态观测器对其进行估计，并设计控制器对其进行补偿.理论分析和对比实验结果表明，所提出控制方法可以有效地抑制由气动不稳定性和扭矩延迟引发的震荡干扰，保证闭环系统的稳定性，提升微型无人机在高机动飞行时的性能.

关键词

微型四旋翼 / 高机动飞行 / 非线性扩张状态观测器 / 抗扰动控制