摘要：近年来，四旋翼无人机高速发展已经可以实现许多困难和危险的任务，如研究、救援、检查、监视、航空摄影等。四旋翼无人机由于其结构简单，操作方便，自由悬停，垂直起降等优点，受到了世界各地专家学者的关注和研究。四旋翼系统有六个自由度，包括三个位置输出和三个姿态角输出，但其控制输入只有四个，因此本身是一个欠驱动的系统。四旋翼系统由于其非线性，耦合性高，易受到外部干扰影响的特点，设计可以准确快速跟踪设定轨迹的控制器是有一定难度的。因此本文将自抗扰控制与其它先进的控制方法相结合，研究设计新型控制器，用以提高其抗干扰的能力。最后通过仿真实验验证所提出方法的有效性。

关键词：四旋翼，欠驱动，扰动敏感，自抗扰控制

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪  论-1

1.1本课题研究的背景及意义-1

1.2研究领域现状-2

1.3四旋翼无人机发展趋势-3

1.4本文主要研究内容-3

第二章 四旋翼无人机飞行姿态系统-5

2.1四旋翼无人机的结构-5

2.2控制原理-5

2.3数学模型建立-6

第三章 自抗扰技术原理-8

3.1 自抗扰控制技术简介-8

3.1.1跟踪微分器-8

3.1.2扩张观测器-9

第四章 基于自抗扰控制技术四旋翼无人机飞行姿态研究-12

4.1自抗扰控制器设计-12

4.1.1线性微分器设计-13

4.1.2线性扩张状态观测器-13

4.1.3线性误差反馈控制-14

4.1.4仿真分析-14

4.2基于自抗扰的动态面控制器设计-17

4.2.1控制器设计-17

4.2.2仿真分析-19

4.3基于自适应扩张状态观测器的控制器设计-22

4.3.1自适应控制器设计-22

4.3.2自适应扩张状态观测器设计-22

4.3.3基于自抗扰的自适应鲁棒滑模控制器设计-23

4.3.4仿真分析-24

第五章 总结展望-28

5.1总结-28

5.2心得体会-28

5.3展望-28

致谢-30