基于 Lyapunov 理论的扰动环境下四旋翼最优反步控制器设计
系统与控制
2025-03-11 v1 系统与控制
摘要
目前已研究了多种控制方法用于控制四旋翼的位置与姿态。两类四旋翼构型在数学方程上存在某些差异，导致在扰动环境中具有不同的控制效率。本文针对四旋翼控制系统描述了基于 Lyapunov 函数理论与 LaSalle 原理的非线性反步方法，该方法能够在跟踪期望轨迹时保证所有系统状态的稳定性。因此，构建了十字形四旋翼构型及其控制器的数学模型，以稳定四旋翼的高度与位置。为阐明该方法在所选四旋翼构型下的有效性，我们在受扰动影响的环境中将其与传统 PID 控制器进行了比较。MATLAB 中的仿真结果表明，四旋翼飞行具有良好的稳定性并能跟踪特定轨迹，验证了该控制方法的准确性与有效性。
引用
@article{arxiv.2503.06824,
title = {Design Optimal Backstepping Controller for Quadrotor Based on Lyapunov Theory for Disturbances Environments},
author = {Dong LT Tran and Thanh C Vo and Hoang T Tran and Minh T Nguyen and Hai T. Do},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.06824},
year = {2025}
}
备注
5 pages, 4 figures