南京航空航天大学学报

作者：王续乔，李靖民，段梦豪，王亚朋

单位：中国民航大学机器人研究所，天津 300300；,中国民航大学机器人研究所，天津 300300；,中国民航大学机器人研究所，天津 300300；,中国民航大学机器人研究所，天津 300300；

关键词：变体旋翼飞行器;变载荷;姿态控制;自抗扰控制;扩张状态观测器

链式变体旋翼飞行器具有良好的拟态运动条件，但其带载作业易受载荷变化而引起飞行姿态控制稳定问题。为此，本文设计了一种基于自抗扰控制技术（Active disturbance rejection control，ADRC）的飞行器变载荷姿态控制方法。首先，面向变载荷的变体旋翼飞行器构建了动力学模型，分析了载荷变化对飞行器姿态控制的影响；其次，将状态间耦合、载荷变化、内外扰动统一为总扰动，引入扩张状态观测器（Extended state observer， ESO）实现对扰动的跟踪和估计；最后，对飞行器典型构态姿态控制的稳定性、载荷渐变和骤变情况下的姿态控制可行性进行了实飞验证，对比分析了PID与ADRC两种控制器在变载荷姿态控制中的适用性，并进一步分析了变载荷条件下构态转换对飞行器姿态扰动的影响。结果表明，飞行器姿态各轴向角度跟踪偏差最大不超出8°，最大响应时延不超过0.3 s。基于ADRC的变体旋翼飞行器姿态控制体现了良好的稳定性和鲁棒性，为变体旋翼飞行器带载作业能力构建提供了技术参考。

来源：2025年第6期

《南京航空航天大学学报》期刊编辑部

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