针对固定翼无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)控制系统控制难度大的问题,考虑外部扰动、模型偏差、状态误差、控制器微弱故障等复杂情况,设计分层滑模控制器.首先,考虑无人机受到多项干扰项的影响,给出该类情况下的姿态运动动力学模型;其次,提出一种分层滑模面,利用Barbalat稳定性理论证明滑模面的稳定性;然后,基于此分层滑模面设计控制器,通过控制无人机左右副翼控制器、左右升降翼控制器、方向翼控制器的输入信号,完成姿态轨迹跟踪过程;最后,通过仿真实验验证控制器的有效性与鲁棒性.结果表明,与基于神经网络的控制器相比,所提方法的控制输入更平稳,飞行轨迹更接近期望轨迹,稳态误差更趋近于0,控制参数更少.
非线性控制系统 固定翼无人机 分层滑模面 姿态跟踪 复合干扰