В работе рассматривается проблема управления ориентацией и высотой
квадрокоптера при наличии неопределенностей в модели объекта. При решении данной
проблемы особенно актуально учитывать особенности объекта: сильную
подверженность колебаниям крена, тангажа и высоты из-за конструкции квадрокоптера
и динамики моторов (при этом рыскание наименее подвержено колебаниям из-за
динамики моторов по сравнению с другими регулируемыми переменными). Для
достижения высокого качества регулирования при наличии неопределенностей, как
правило, применяют комбинированное управление. Оно строится как сумма двух
частей: базовой стабилизирующей и части, компенсирующей неопределенности с
помощью наблюдателя возмущений. Стандартно обе части содержат линейные обратные
связи. Однако при отработке выходными переменными объекта негладких задающих
воздействий линейные обратные связи могут приводить к перерегулированию и к
увеличению колебательности. Для предотвращения этих проблем в работе предложен
закон комбинированного управления с гладкими и ограниченными обратными связями в
виде гиперболического тангенса. Данные обратные связи используются и в регуляторе, и
в наблюдателе возмущений. При этом синтез управлений осуществляется на основе
структурных свойств объекта с помощью блочного подхода. Его применение обеспечило
инвариантность выходных переменных по отношению не только к согласованным, но и
к несогласованным неопределенностям, а также позволило построить наблюдатель
возмущений минимально возможного порядка. Кроме того, дополнительно для
уменьшения колебаний в закон управления введена часть с ускорениями объекта. Для
реализации предложенного подхода достаточно знать номинальные значения некоторых
параметров объекта и допустимые границы изменения неопределенностей. Приведены
результаты натурных экспериментов на квадрокоптере с рамой F450 и результаты
сравнительного анализа предложенного подхода с тем, где используются линейные
управления.