四旋翼无人机SO(3)滑模变结构姿态控制器设计

刘锦涛¹，吴文海¹，李静²，辛巧³

1. 海军航空工程学院青岛校区2. 海军航空工程学院战略导弹系3. 伊犁师范学院数学与统计学院

摘 要：为了提高四旋翼无人机SO(3)控制的动态性能,对滑模变结构控制在四旋翼无人机SO(3)姿态控制中的应用进行研究.首先,通过对两种四旋翼SO(3)姿态控制模型进行分析,确定一种奇异点较少的模型为控制对象;随后,针对可能出现的控制奇异问题,设计一种引入调节函数的无奇异积分型滑模面,得到了滑模稳定性引理;最后,利用这种滑模面进行控制器设计和Lyapunov稳定性分析,证明了系统全局指数渐近稳定.仿真结果验证了所提出的设计方案的正确性.

关键词：四旋翼无人机;特殊正交群;滑模控制;姿态控制系统;