[发明专利]一种抗干扰无人机控制方法及系统

说明书

本发明涉及一种抗干扰无人机控制方法及系统，构建包含干扰项的三轴旋转角度比例积分观测器；根据三轴旋转角度比例积分观测器和无人机遥控油门指令值，确定用于输出姿态控制量的滑膜姿态控制器；将期望三轴姿态角度输入滑膜姿态控制器，获得姿态控制量；根据姿态控制量，利用关系函数，获得无人机的每个电机对旋翼所要提供的拉力；根据无人机上每个电机对旋翼所要提供的拉力，确定控制每个电机的PWM波。本发明在比例积分观测器中引入干扰项增加了无人机的抗干扰能力，并且滑膜姿态控制器由于其指数收敛特性可增加无人机执行时间的速率，增加了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，特别是涉及一种抗干扰无人机控制方法及系统。

背景技术

无人机是由无线遥控设备或自身程序控制、依靠自身动力、可搭载各种设备、执行多种任务、并能重复使用的无人驾驶飞行器无人机具有的优势，如低成本、低损耗、零伤亡、可重复使用和高机动性，使其在各个工业、消费领域得到了日益广泛的应用。

由于四旋翼无人机本质是由四个无刷直流电机分配动力达到无人机姿态调控的目的，而无人机有六个自由度，四个电机只要有一个发生变化就会导致多自由度的变化，这给无人机姿态调控及抗干扰带来挑战，而传统的PID控制虽然可以简单并高效的控制无人机完成各种动作，但其抗干扰能力是很弱的，易受外界环境影响。

无人机在各个应用场景中会受到各种干扰及扰动，有时过大的干扰会导致无人机发生严重的事故，如何提高无人机抗干扰能力，以及解决无人机在强风力等级、信号复杂、载荷分布不均的情况下的工作问题是目前亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗干扰无人机控制方法及系统，以提高无人机的抗干扰能力。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种抗干扰无人机控制方法，所述方法包括：

构建包含干扰项的三轴旋转角度比例积分观测器；

根据所述三轴旋转角度比例积分观测器和无人机遥控油门指令值，确定用于输出姿态控制量的滑膜姿态控制器；所述姿态控制量包括三轴姿态控制量和速度控制量；

构建无人机电机提供的拉力与姿态控制量的关系函数；

获取无人机的期望三轴姿态角度；

将所述期望三轴姿态角度输入滑膜姿态控制器，获得姿态控制量；

根据姿态控制量，利用所述关系函数，获得无人机的每个电机对旋翼所要提供的拉力；

根据无人机上每个电机对旋翼所要提供的拉力，确定控制每个电机的PWM波。

可选的，所述包含干扰项的三轴旋转角度比例积分观测器，具体包括：

翻滚角比例积分观测器为：

俯仰角比例积分观测器为：

偏航角比例积分观测器为：