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基于ADRC的小型攻击无人机位姿控制模型与稳定性分析OA

Model and Stability Analysis of Position-Attitude Control for Small Attack UAVs Based on ADRC

中文摘要英文摘要

本文基于Newton-Euler定理构建小型攻击无人机(UAV)控制模型,集成Dryden紊流风场与后坐力模型.采用自抗扰控制理论设计位置与姿态控制器(ADRC),通过与传统PID控制的对比实验,验证了ADRC控制器在风扰和阶跃扰动下具有更强的抗干扰能力和更快的动态响应性能.稳定性因素分析表明:射角增大会导致最大偏转角和俯仰角逐渐减小,而最大滚转角呈现先升后降的非线性变化;射击频率增加时,俯仰角扰动存在叠加效应,加剧姿态偏移.本研究成果为小型攻击无人机在复杂战场环境下的高精度稳定控制提供了新思路,在军事侦察、精确打击等领域具有重要应用价值.

Based on the Newton-Euler theorem,this paper constructs a control model for small attack Unmanned Aerial Vehicles(UAV),integrating the Dryden turbulence wind field and recoil force models.Position and attitude controllers are designed using Active Disturbance Rejection Control(ADRC)theory.Comparative experiments with traditional PID control demonstrate that the ADRC controller possesses stronger anti-disturbance capability and faster dynamic response under wind disturbances and step disturbances.Stability factor analysis indicates that:with increased firing angle,the maximu·m yaw and pitch angles gradually decrease,while the maximum roll angle exhibits a nonlinear variation of initial increase followed by decrease;with increased firing frequency,the pitch angle disturbance presents a superposition effect,aggravating attitude deviation.The research results provide a new approach for high-precision stability control of small attack UAV in complex battlefield environments,and have important application value in military reconnaissance,precision strike and other fields.

吴险峰;章杭炜;王亚平;刘星;闻勍鹏

深圳信息职业技术大学 中德机器人学院,广东 深圳 510080南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094深圳信息职业技术大学 中德机器人学院,广东 深圳 510080深圳信息职业技术大学 中德机器人学院,广东 深圳 510080

航空航天

小型攻击无人机位姿控制模型自抗扰控制射击稳定性

small attack Unmanned Aerial Vehicle(UAV)position-attitude control modelactive disturbance rejection control(ADRC)firing stability

《空天防御》 2026 (2)

18-32,15

国家自然科学基金青年基金项目(62303327)广东省普通高校青年创新人才项目(2021KQNCX212)深圳市高等院校稳定支持计划项目(20220818120240002)深圳信息职业技术大学校级科技项目-博硕士启动类项目(科技类博士)(SZIIT2024KJ018)

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