基于非线性负虚系统理论的四旋翼飞行器无速度水平位置控制
系统与控制
2026-03-31 v1 系统与控制
摘要
本文提出了一种基于非线性负虚(NNI)系统理论的四旋翼无人飞行器无速度位置控制策略。与传统需要速度测量或估计的位置控制方案不同，所提方法仅使用位置反馈即可实现渐近稳定性。我们证明，当四旋翼水平位置子系统经比例反馈增强后，相对于适当定义的水平推力输入表现出NNI性质。随后设计了一个严格负虚积分谐振控制器用于外环，并通过满足控制器与plant参数之间的显式扇区边界条件来保证鲁棒渐近稳定性。该理论框架容纳了模型不确定性和外部扰动，同时消除了对速度传感器的需求。仿真结果验证了理论预测，并展示了有效的轨迹跟踪性能。
引用
@article{arxiv.2603.27560,
title = {Velocity-Free Horizontal Position Control of Quadrotor Aircraft via Nonlinear Negative Imaginary Systems Theory},
author = {Ahmed G. Ghallab and Ian R. Petersen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.27560},
year = {2026}
}