2023年8月25日第7卷第16期现代信息科技ModernInformationTechnologyAug.2023Vol.7No.1662622023.082023.08收稿日期：2023-03-02基金项目：湖南省教育厅科学研究项目（22C1401）基于补偿函数观测器的无人机吊挂飞行控制刘肩山，唐毅，谢志明（长沙航空职业技术学院，湖南长沙410124）摘要：无人机吊挂飞行系统是多变量、欠驱动、强耦合的非线性系统，且该系统存在模型偏差和未知扰动，给无人机位置和吊挂飞行减摆控制带来了困难。文章设计了一种基于补偿函数观测器（CFO）的非线性控制方法。首先，基于拉格朗日方程建立系统的动力学模型。然后，设计了补偿函数观测器来估计未建模动态和扰动，并将估计值反馈给控制器以大幅减弱其给吊挂飞行减摆控制带来的不利影响。仿真实验对比了线性自抗扰控制（LADRC）以及线性二次型调节器（LQR）两种控制方法，结果表明设计的控制器抗扰性更好、鲁棒性更强、控制精度更高。关键词：外界干扰；补偿函数观测器；障碍Lyapunov函数；反步控制器；减摆控制中图分类号：TP273.1文献标识码：A文章编号：2096-4706（2023）16-0062-05ControlofUnmannedAerialVehiclewithaSlung-loadBasedonCompensationFunctionObserverLIUJianshan,TANGYi,XIEZhiming(ChangshaAeronauticalVocationalandTechnicalCollege,Changsha410124,China)Abstract:UnmannedAerialVehiclewithaslung-loadflightsystemisamulti-variable,underactuatedandstrongcouplingnonlinearsystem,andthesystemhasmodelbiasandwinddisturbancewhichincreasethedifficultyofUAVpositionandanti-swingcontrolofslung-loadflight.ThispaperdesignsanonlinearcontrolmethodbasedonCFO.Firstly,thesystemdynamicmodelisbuiltbyusingLagrangianmechanicsequation.Then,aCFOisdesignedtoestimatetheunmodelleddynamicsanddisturbances,andtheestimatedvaluesarefeedbacktothecontrollertogreatlyreduceitsadverseeffectsontheslung-loadflightanti-swingcontrol.ThesimulationexperimentcomparesthetwocontrolmethodsofLADRCandLQR,andresultsshowthatthedesignedcontrollerhasbetterdisturbanceimmunity,strongerrobustnessandhighercontrolprecision.Keywords:externaldisturbance;CompensationFunctionObserver;barrierLyapunovfunction;backsteppingcontroller;anti-swingcontrol0引言四旋翼无人机吊挂飞行因其具有无须考虑吊挂负载外形影响、不受地理条件限制、...
