基于ADRC自抗扰算法的UAV飞行姿态控制系统simulink建模与仿真

1.课题概述

        基于ADRC自抗扰算法的UAV飞行姿态控制系统simulink建模与仿真，分别对YAW，PITCH，ROLL进行控制实现UAV的姿态控制。

2.系统仿真结果

（完整程序运行后无水印）

3.核心程序与模型

版本：MATLAB2022a

4.系统原理简介

        在无人机（Unmanned Aerial Vehicle, UAV）飞行姿态控制中，应用自抗扰控制算法（Active Disturbance Rejection Control, ADRC）对偏航（Yaw）、俯仰（Pitch）和滚转（Roll）三个轴向进行精确控制，是确保无人机稳定飞行和完成复杂任务的关键。ADRC以其模型简化能力和对未知扰动的高效抑制能力，特别适合于解决无人机控制中面临的非线性、时变性及模型不确定性问题。

4.1 控制系统概述

       UAV的飞行姿态控制主要是通过调整其动力系统（如电机速度）来改变螺旋桨产生的推力和扭矩，进而控制无人机在三维空间中的姿态。偏航、俯仰和滚转的控制分别对应无人机绕其自身坐标系的Z轴、Y轴和X轴的旋转。

4.2 ADRC基本框架

        ADRC的核心思想是将控制对象视为一个理想模型与未知总扰动的组合，并通过扩展状态观测器（Extended State Observer, ESO）估计这个总扰动，然后在控制器设计中考虑并抵消扰动影响。对于UAV姿态控制，理想模型通常简化为一阶或二阶系统，而ESO则用于实时估计系统状态和扰动。

4.3 控制律设计

       基于ADRC的UAV飞行姿态控制系统，通过ESO实时估计状态和扰动，结合非线性反馈控制策略，为偏航、俯仰和滚转三个轴向提供了有效的控制手段。该方法不仅减少了对精确系统模型的依赖，而且显著增强了系统的鲁棒性和适应性，尤其是在面对外部干扰和模型不确定性时。通过精细的参数调整和优化，ADRC可确保UAV在复杂环境中的稳定飞行和精确控制，是实现自主导航和执行高级任务的重要技术支撑。