基于混合有限时间的四旋翼无人机轨迹跟踪控制与巡检优化

黄自鹏; 闫立志; 赵永俊; 王济魁; 简会磊

doi:10.26945/j.cnki.1001-9898.2026.01.007

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基于混合有限时间的四旋翼无人机轨迹跟踪控制与巡检优化

更新时间：2026-04-09

- 基于混合有限时间的四旋翼无人机轨迹跟踪控制与巡检优化
- Vol. 45, Issue 1, Pages: 78-85(2026)
- 作者机构：
  
  1. 国网河北省电力有限公司清河县供电分公司
  2. 国网河北省电力有限公司邢台供电分公司
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.26945/j.cnki.1001-9898.2026.01.007
  CLC： V279;V249.1
- Published：2026
- 稿件说明：
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黄自鹏, 闫立志, 赵永俊, et al. 基于混合有限时间的四旋翼无人机轨迹跟踪控制与巡检优化[J]. 2026, 45(1): 78-85.
DOI：

黄自鹏, 闫立志, 赵永俊, et al. 基于混合有限时间的四旋翼无人机轨迹跟踪控制与巡检优化[J]. 2026, 45(1): 78-85. DOI： 10.26945/j.cnki.1001-9898.2026.01.007.

摘要

针对无人机巡检任务中复杂电磁环境与动态障碍物干扰下的轨迹跟踪精度不足问题，提出一种基于混合有限时间控制的四旋翼无人机轨迹跟踪方法。首先，建立四旋翼无人机的六自由度（6-DOF）动力学模型，并通过设计自适应积分滑模控制律实现欠驱动特性解耦；其次，为精确抑制外部扰动，在姿态子系统中，结合固定时间扩张状态观测器与非奇异终端滑模控制，实现系统状态的有限时间收敛与未知扰动的动态补偿，同时提出基于Lyapunov稳定性理论，从而确保子系统和闭环系统的全局稳定性；最后，通过Matlab/Simulink仿真，对比传统滑模控制与反步法控制在强风扰动和电磁干扰下的轨迹跟踪性能。仿真结果表明：所提方法在跟踪精度、抗扰能力与收敛速度方面均展现出显著优越性，显著提升了四旋翼巡检无人机在复杂电网环境中的巡检精度与鲁棒性，为输电线路的高效运维提供了技术支撑。

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关键词

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