无人机高精度定高控制：LADRC技术应用

"基于LADRC的无人机高精度定高控制" 本文主要探讨的是在无人机控制领域，特别是针对“天钩”回收方式下无人机的高精度定高控制问题。线性自抗扰控制（Linear Active Disturbance Rejection Control, LADRC）作为一种先进的控制策略，被用于设计无人机的纵向控制器，以应对复杂气流扰动带来的挑战。 在无人机的控制系统中，纵向控制器通常分为两个部分：内环俯仰角控制器和外环高度控制器。内环控制器负责调整无人机的俯仰角度，确保飞行稳定性，而外环控制器则主要处理高度控制，以实现对飞行高度的精确维持。此外，还有一个控制律控制器，它负责协调内外环的控制行为，以达到整体最优的控制效果。 LADRC技术的核心是通过扩张状态观测器来实时估计并补偿系统中的总扰动，包括未知的外部干扰（如大气紊流和离散突风等风干扰）和内部模型不确定性。这种补偿机制能够显著降低扰动对系统输出的影响，提高系统的抗干扰能力。为了优化控制器参数，作者们对风干扰的功率谱密度进行了深入分析，以构建一个考虑风影响、时域响应特性和系统稳定性的综合目标函数。采用粒子群算法进行优化，可以得到一组既具有高精度又具有良好抗干扰性能的控制器参数，同时减少设计过程中的保守性。 论文中通过与传统的PID控制器进行对比，验证了基于LADRC的控制器在定高控制方面的优越性能。这种对比展示了LADRC在应对复杂环境变化和干扰抑制上的优势，对于保证无人机在“天钩”回收过程中的高度稳定性和安全性至关重要。由于“天钩”回收方式要求无人机在特定高度保持精确的直线飞行轨迹，因此高精度的定高控制是实现这一目标的关键技术。 总结来说，这篇研究工作聚焦于利用LADRC技术解决无人机在“天钩”回收过程中面临的高精度定高控制难题，通过设计和优化控制器参数，有效对抗气流扰动，提升控制系统的稳定性和精度。这一研究对于推动无人机技术的发展，尤其是对于小型固定翼无人机的安全回收具有重要的理论和实践意义。