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

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

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

电力信息技术 | 更新时间：2026-07-17

- 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
- 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
- 电力能源技术 2026年45卷第1期页码：78-85
- 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
  中图分类号： V279;V249.1
- 纸质出版：2026
- 稿件说明：
移动端阅览
黄自鹏, 闫立志, 赵永俊, 等. 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]. 电力能源技术, 2026,45(1):78-85.

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.
黄自鹏, 闫立志, 赵永俊, 等. 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]. 电力能源技术, 2026,45(1):78-85. DOI： 10.26945/j.cnki.1001-9898.2026.01.007.

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。

Abstract

关键词

Keywords

references

李壮.基于反步法的四旋翼无人机编队跟踪控制研究[D].安徽工程大学,2024(06).

石喜玲.多旋翼飞行器姿态测量及控制技术研究[D].中北大学,2020(10).

Zhao Jiajun,Wang Yifan,Wang Qiangde.Event-triggered formation-containment control for multiple Euler-Lagrange systems with input saturation[J].Journal of the Chinese Institute of Engineers,2022.

School of Astronautics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China,School of Astronautics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China,School of Astronautics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China,School of Astronautics, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China.Robust fixed-time sliding mode controller for flexible air-breathing hypersonic vehicle[J].ISA Transactions,2019.

Hwang Chih Lyang,Chen Ye Hwa.Fuzzy Fixed-Time Learning Control with Saturated Input, Nonlinear Switching Surface and Switching Gain to Achieve Null Tracking Error[J].IEEE Transactions on Fuzzy Systems,2019.

Ning Wang,Qi Deng,Guangming Xie,Xinxiang Pan.Hybrid finite-time trajectory tracking control of a quadrotor[J].ISA Transactions,2019.

Fuyang Chen,Rongqiang Jiang,Kangkang Zhang,Bin Jiang 0001,Gang Tao.Robust Backstepping Sliding-Mode Control and Observer-Based Fault Estimation for a Quadrotor UAV.[J].IEEE Trans. Industrial Electronics,2016.

张佳龙,赵迪,张普,叶磊.通讯受限下无人机集群自适应追踪控制[J].系统工程与电子技术,2025(10).

李云鹏,张立宪,韩岳江,蔡博,张宇轩,肖广洲.基于模型预测控制的子母式无人机编队飞行控制方法[J].自动化学报,2025(02).

何嘉幸,曾智,李砚,马桂芳,张清.航磁探测下多旋翼无人机自适应稳定飞行控制研究[J].计算机测量与控制,2025(09).

吴海涛,刘俊辉,游志锐,王家乐,王建宏.四旋翼无人机悬停的多模型自适应控制[J].自动化应用,2025(02).

於怿丰,任思维,张鑫帅,谢芳芳,季廷炜,杜昌平.基于数据驱动模型预测控制的无人机轨迹跟踪方法[J].兵器装备工程学报,2024(11).

张博,黄宜庆.基于变指数干扰观测器的无人机非奇异终端滑模控制[J].长春理工大学学报(自然科学版),2024(05).

王子恒,李伊陶,熊兴中.基于分布式模型预测控制的实时可交互无人机群编队方法[J].计算机应用研究,2024(12).

冯立杰,邓坤鹏,张虎翼.基于双闭环模糊PID四旋翼无人机姿态控制[J].计算机仿真,2024(08).

王子龙,贾杰,张帆,邱建鹏,黄斌.基于滤波反步法的共轴双旋翼无人机控制[J].飞行力学,2024(06).

邵克勇,李林霞.基于分数阶滑模控制的无人机轨迹跟踪控制器设计[J].控制工程,2024(03).

刘枫琪,汪鼎杰,杨磊,高阳,孟斌.无人机电网巡检关键技术研究与展望[J].中阿科技论坛(中英文),2024(01).

王安琪,李俊丽,夏国锋,陈河江.四旋翼无人机预设性能自适应PID控制[J].控制工程,2024(05).

沈昕格,金海,郭亮.基于反步法的四旋翼无人机自适应控制研究[J].电子科技,2022(03).

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于Nelder-Mead算法的四轴无人机分数阶PID控制器参数设计方法

基于改进SSD的输电场景绝缘子识别

国家新闻出版署正式批准《河北电力技术》更名为《电力能源技术》

用于复杂电能质量扰动分类的全尺度特征校准多任务分类方法

基于半不变量随机潮流的电网连锁故障预防