农业机械学报

作者：沈跃，刘铭晖，沈亚运，刘慧

单位：江苏大学,江苏大学,江苏大学,江苏大学,

关键词：倾转多旋翼无人船;水面起飞控制;线性自抗扰;模型补偿

基金：国家自然科学基金项目(51975260)

水空两栖倾转多旋翼无人船在多鱼塘环境进行水空跨域作业时受到复杂多变的水面流体力影响，导致船体姿态和飞行高度易发生较大波动。为了提高无人船水面起飞时的姿态稳定性，提出了一种基于模型补偿的线性自抗扰水面起飞控制方法。首先对无人船多模态进行详细的动力学建模;其次考虑水面起飞过程的姿态变化，建立了基于无人船实时姿态的水面张力估算模型、浮力估算模型;最后设计了基于模型补偿的线性自抗扰控制器。仿真结果表明，本文方法较PID算法横滚方向收敛时间减少66.7%，波动减少98.3%;在无人船前进（x轴）方向收敛时间减少34.0%;高度收敛时间减少41.2%，波动减少80.0%。实验结果表明，无人船实现了飞行高度为1.2m时，横滚角波动小于3°，俯仰角波动及偏航角波动小于2°的水面起飞。该研究提出的控制算法有效提高了水空两栖倾转多旋翼无人船在水空跨域过程中的安全性和抗扰能力。

来源：2025年第6期

《农业机械学报》期刊编辑部

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