基于MPC和ESO的无人直升机姿态控制

针对无人直升机在干扰下的姿态跟踪问题，提出了一种基于模型预测控制(MPC)和扩张状态观测器(ESO)的复合控制器。首先，对存在扰动的无人直升机姿态通道进行建模；然后，设计了一种模型预测控制器完成无人直升机的姿态跟踪控制，同时，构造扩张状态观测器对姿态模型控制输入进行补偿，实时估计风扰动等外力影响；最后，通过阵风干扰下的仿真试验，验证了所设计控制器的有效性。飞行试验表明，相比于传统PID控制，所设计的MPC-ESO控制器跟踪精度高、响应速度快、抗扰能力强，具有较好的工程应用价值。