【摘 要】
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在四旋翼无人机轨迹跟踪控制中，由于四旋翼控制系统属于非线性、欠驱动的多输入多输出系统，采用合适的控制算法是保证控制器性能的关键。四旋翼无人机的运动状态由机侧的旋转电机控制，在实际飞行过程中，高速旋转的电机会使模型发生改变，导致输入输出之间存在滞后，降低了响应的速度和精度。为了使滞后最小化，提出了一种融合U-model的自抗扰控制算法（UADRC），可以独立于滞后模型且能够有效地消除输入和输出之间的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（61871021）资助； 北京市教委科研基金项目（KM201810016010）资助；
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在四旋翼无人机轨迹跟踪控制中，由于四旋翼控制系统属于非线性、欠驱动的多输入多输出系统，采用合适的控制算法是保证控制器性能的关键。四旋翼无人机的运动状态由机侧的旋转电机控制，在实际飞行过程中，高速旋转的电机会使模型发生改变，导致输入输出之间存在滞后，降低了响应的速度和精度。为了使滞后最小化，提出了一种融合U-model的自抗扰控制算法（UADRC），可以独立于滞后模型且能够有效地消除输入和输出之间的相位延迟。基于自抗扰控制器（ADRC）原理，保留扩张状态观测器（ESO），将被控对象动态转化为纯积分器，再结合U-model结构，增加微分器，将复杂被控对象简化为“1”。这种改进的自抗扰控制算法（UADRC）融合了ADRC和U-model的优点，通过闭环系统稳定性分析和仿真实验验证，证明UADRC控制器确实能够有效降低输入输出之间的滞后，提升四旋翼姿态控制响应的速度和精度。
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