四旋翼飞行器自抗扰控制器设计与仿真

"这篇硕士论文主要探讨了基于自抗扰控制(ADRC)技术的四旋翼飞行器控制器设计。作者张婷在导师杨光红教授的指导下，研究了如何利用自抗扰技术来应对四旋翼飞行器控制系统中的非线性、强耦合和模型不确定性问题。论文详细阐述了ADRC技术的各个组成部分及其作用，并通过仿真过程展示了该控制器在应对未知外扰影响下的飞行控制效果。" 自抗扰控制(ADRC)是一种先进的控制理论，它不依赖于系统的精确数学模型，而是通过内置的估算器来实时估计和补偿系统中的扰动和不确定性。这一特性使其特别适用于那些模型难以准确获取或者动态特性复杂多变的系统，如四旋翼飞行器。四旋翼飞行器由于其独特的结构，其动力学模型具有高度的非线性，而且耦合效应显著，这使得传统的控制方法面临挑战。 ADRC技术主要包括三大部分：扩展状态观测器（ESO）、反馈控制器和抗扰控制器。扩展状态观测器负责在线估计系统状态及未知扰动，提供精确的系统状态信息；反馈控制器则依据这些状态信息来实现系统的稳定控制；抗扰控制器则是用来抵消系统中未建模的动态和外部干扰，确保飞行器的稳定飞行。 论文中，张婷可能详细分析了四旋翼飞行器的动态模型，然后设计了一套基于ADRC的控制器，通过仿真验证了该控制器在四旋翼飞行器起降、悬停和飞行路径跟踪等任务中的性能。这种控制器不仅能够处理系统内部的非线性问题，还能有效抑制来自环境的未知干扰，提高飞行器的控制精度和鲁棒性。 此外，论文可能还涉及了控制器参数的优化选择，以及在不同飞行条件下的适应性调整策略，这些都是确保ADRC控制器在实际应用中表现优良的关键因素。最后，论文可能还包括了实验结果和分析，展示了基于ADRC的四旋翼飞行控制器在实际飞行测试中的性能。 这篇论文为四旋翼飞行器的控制提供了新的思路，尤其是在面对模型不确定性和外界干扰时，ADRC技术展示出了其优越性，对于提升飞行器的自主控制能力具有重要意义。