[发明专利]一种自抗扰控制的无人机航向角误差补偿方法、系统

说明书

本发明公开一种自抗扰控制的无人机航向角误差补偿系统，所述系统包括：第一获取单元：用于获取航向角；第一自抗扰控制器单元：其中所示第一自抗扰控制器单元包括：一第一跟踪微分器，一第一扩展状态观测器；所述第一扩展状态观测器，在所述第一扩展状态观测器的跟踪误差大于预设值时为线性观测器；在跟踪误差小于或等于预设值时，采用非线性观测器；第二自抗扰控器单元：所述第二自抗扰控制器包括一第二扩展状态观测器；所述第二扩展状态观测器，在所述第二扩展状态观测器的跟踪误差大于预设值时为线性观测器；在跟踪误差小于或等于预设值时，采用非线性观测器。本发明提高了四旋翼无人机航向角的抗干扰能力和控制精度。

技术领域

本发明涉及四旋翼无人机姿态控制技术领域，具体是一种自抗扰控制的四旋翼无人机航向角误差补偿方法。

背景技术

铜电解是铜冶炼过程的最后一步，电解过程中阴阳极板在电解槽中紧密排布，由于极板、电解液、阳极泥等原因，使阴极板局部生长较快，形成凸起的铜粒子，导致阴阳极板使杂质金属也吸附到阴极板，造成极板短路，且短路部位发热严重。四旋翼无人机因其运动灵活、效率高的特点而被广泛应用，故可搭载红外成像仪，作为巡检无人机，以非接触的方式大面积地反应铜电解槽面温度分布，代替人工巡检，来检测电解厂内电解过程中极板是否发生短路。但是电解厂内会存在着强磁场，在此磁场干扰下，由于四旋翼无人机的航向是电子罗盘来确定，加速度计和陀螺仪几乎不受影响，而电子罗盘是利用地球磁场来定向的装置，其输出极易受到周围环境磁场的影响，会导致航向角出现误差，因此给四旋翼无人机的导航带来很大困难。

本文提供的背景描述用于总体上呈现本公开的上下文的目的。除非本文另外指示，在该章节中描述的资料不是该申请的权利要求的现有技术并且不要通过包括在该章节内来承认其成为现有技术。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种自抗扰控制的无人机航向角误差补偿方法，解决磁场干扰下四旋翼无人机航向无法精确确定的问题。

为实现上述技术目的，本发明的实施例提供了一种自抗扰控制的无人机航向角误差补偿方法，其包括如下步骤：

S1.获取无人机的航向角；

S2.通过自抗扰控制器获取无人机的新的航向角；

所述自抗扰控制器包括如下结构：

第一自抗扰控制器，第二自抗扰控制器，所述第一自抗扰控制器的输出作为所述第二自抗扰控制器的输入；

其中第一自抗扰控制器包括一第一跟踪微分器，一第一扩展状态观测器；

所述第二自抗扰控制器包括一第二扩展状态观测器；

所述第一扩展状态观测器以及第二扩展状态观测器，在所述第一扩展状态观测器和所述第二扩展状态观测器的跟踪误差大于预设值时为线性观测器；在跟踪误差小于或等于预设值时，采用非线性观测器；

进一步地，所述预设值为1。

进一步地，所述线性观测器为：

其中

β₁＝3ω,

进一步地，所述非线性观测器为：

其中

β₁＝3ω,β₂＝3ω²,β₃＝ω³

进一步地，所述第一跟踪微分器为：

其中：