# hx_adrc_controller

**Repository Path**: drone1024/hx_adrc_controller

## Basic Information

- **Project Name**: hx_adrc_controller
- **Description**: hx_adrc_controller
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: main
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-11-28
- **Last Updated**: 2025-11-29

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# HX ADRC Controller

## 概述

基于 **AMESO** (Augmented Multi-Error Extended State Observer) 的自适应干扰拒绝控制器。
为无人机精确着陆提供高性能的姿态和位置控制。

支持三种控制策略：
- **PID 控制器**: 传统比例-积分-微分控制
- **UDE 控制器**: 干扰估计和补偿
- **AMESO-ADRC**: 高级自适应控制（**推荐**）

## 关键特性

✅ **AMESO-ADRC算法**：包含跟踪微分器、自适应模型和扩展状态观察器
✅ **混合XY/Z控制**：XY轴使用PID，Z轴使用ADRC
✅ **9个基函数自适应**：利用正弦余弦函数学习系统特性
✅ **安全保护**：推力限制 [0.1, 0.9]，姿态角限制 ≤50°
✅ **数值稳定性**：完整的NaN/Inf和除零防护

## 系统要求

- **OS**: Ubuntu 20.04 LTS
- **ROS**: Noetic
- **Compiler**: GCC 9.3+ (C++14)
- **依赖**: Eigen3, Boost, ROS dev tools

## 编译

```bash
# 克隆到工作空间
mkdir -p ~/catkin_ws/src
cd ~/catkin_ws/src
git clone https://gitee.com/<username>/hx_adrc_controller.git

# 编译
cd ~/catkin_ws
catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="hx_adrc_controller"

# 激活环境
source devel/setup.bash
```

## 快速开始

### 启动控制器

```bash
# AMESO-ADRC (推荐)
roslaunch hx_adrc_controller hx_controller.launch controller_type:=2

# 或使用PID
roslaunch hx_adrc_controller hx_controller.launch controller_type:=0

# 或使用UDE
roslaunch hx_adrc_controller hx_controller.launch controller_type:=1
```

### 运行SITL测试

见 [TESTING.md](TESTING.md)

## 参数配置

所有参数在 `config/hx_params.yaml` 中定义，包括：
- **ameso_gain**: ADRC增益参数 (l0, l1, l2, l3, l4, eps, alpha等)
- **sliding_mode**: 滑动模式参数 (k, k1, k2, c1, c2等)
- **adaptive_model**: 自适应模型参数 (lambda, sigma, omega_star等)
- **pid_gain**: PID参数 (Kp, Ki, Kd)

详见 config/hx_params.yaml 中的详细注释。

## 消息接口

### 订阅话题

| 话题 | 消息类型 | 频率 | 说明 |
|------|----------|------|------|
| `/mavros/local_position/odom` | nav_msgs/Odometry | 50Hz | 当前位置和速度 |
| `/hx_controller/desired_position` | geometry_msgs/PoseStamped | 可变 | 目标位置 |
| `/mavros/state` | mavros_msgs/State | 10Hz | 飞控状态 (OFFBOARD检查) |

### 发布话题

| 话题 | 消息类型 | 频率 | 说明 |
|------|----------|------|------|
| `/mavros/setpoint_raw/attitude` | mavros_msgs/AttitudeTarget | 50Hz | 姿态和推力指令 |
| `/hx_controller/debug_info` | std_msgs/Float64MultiArray | 50Hz | 调试信息 (16字段) |

## 安全性

✅ **SAFETY FIX 1**: 地面效应模型零除保护
✅ **SAFETY FIX 2**: 姿态角数值稳定性 (asin/atan保护)
✅ **P1 FIX 4**: ESO低通滤波减少噪声
✅ **P1 FIX 5**: 推力饱和反馈控制

详见 docs/SAFETY.md

## 性能指标

### SITL悬停测试

| 指标 | 目标 | 实现 |
|------|------|------|
| 位置误差(RMS) | <8cm | ✅ |
| 速度误差(RMS) | <8cm/s | ✅ |
| 推力振荡 | <±8% | ✅ |
| 响应时间 | ~3s | ✅ |

## 文档

- [INSTALL.md](INSTALL.md) - 详细安装指南
- [TESTING.md](TESTING.md) - 测试指南和预期结果
- docs/PARAMETERS.md - 参数详解
- docs/THEORY.md - AMESO和ADRC理论
- docs/SAFETY.md - 安全性和修复说明

## 故障排查

### 编译失败

```bash
# 清理并重新编译
cd ~/catkin_ws
rm -rf build devel
catkin_make -DCATKIN_WHITELIST_PACKAGES="hx_adrc_controller"
```

### SITL无法启动

```bash
# 检查PX4
cd ~/PX4-Autopilot
make px4_sitl gazebo
```

## 相关论文

- [引用AMESO论文]
- [引用ADRC论文]

## 许可证

MIT License

## 作者和贡献者

开发单位: ...
联系方式: ...

## 致谢

感谢...