多旋翼飞行器从大扰动中恢复的姿态控制

我们提出一种新颖的、高性能的多旋翼飞行器姿态控制律，旨在从大扰动中恢复。该控制器与文献中三种成熟的替代方案进行比较。所考虑的所有控制器在一阶上相同，但在姿态误差的计算上不同。我们表明，普遍使用的旋转矩阵反对称部分从安全性角度看存在问题，具体而言闭环系统可能在大幅姿态误差处停留任意长时间（导致实际系统的潜在失效）。所提出的新颖控制器优先处理飞行器推力方向的误差，并被证明优于文献中一个类似的现有控制器。稳定性通过 Lyapunov 函数得到，且控制器在实验中得到验证。该新颖控制器在安全关键情境中尤其具有吸引力，此时多旋翼飞行器可能需要从大的初始扰动中恢复。