E1.Robust Global Trajectory Tracking for Underactuated VTOL Aerial Vehicles using Inner-Outer Loop Control Paradigms
SOURCE：IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL
现有的姿态-位置双闭环稳定控制的思路是通过独立的调节各环节参数实现系统稳定。但是这一类方法需要控制对象的先验知识，并且在实际使用过程中并不是那么地有效率，因为外界干扰和参数摄动的影响都是不确定的。为了解决这一方面的限制，提出了不需要对控制对象的动力学模型的先验知识的一种方法。此方法是结合线性反馈律和前馈律的姿态控制器，提出的此控制器更有利于工程实现。
另外文中使用了SO(3)（李群三维旋转群）对飞行器的坐标系进行了描述。E2.Robust global trajectory tracking for a class of underactuatedvehicles SOURCE：Automatica
本文提出解决了具有完全扭矩驱动和单一方向推力的这种特定类别的欠驱动飞行器的轨迹跟踪的问题。在某些给定的假设下，提出的控制律能够跟踪平滑的参考位置轨迹，同时保证和期望姿态的角度偏差最小。该方法在有界状态干扰的情况下可以全局地实现，即在不考虑飞行器的初始状态。所提出的控制器在实验中使用小规模四旋翼飞行器进行测试。
文中利用混合四元数反馈策略为飞行器设计控制器。同时，在此控制器中提出了对静态加速度扰动具有鲁棒性的积分项，并使用鲁棒的混合系统提取期望的单元四元数，并进行试验进行验证。此文也是使用SO(3)（李群三维旋转群）对飞行器的坐标系进行了描述。
E3.Dynamics Modeling and Trajectory Tracking Control of a Quadrotor Unmanned Aerial Vehicle
SOURCE：Journal of Dynamic Systems, Measurement, and Control
文中介绍的飞行器轨迹跟踪的功能。四旋翼飞行器的运动学和动力学模型由牛顿-欧拉法给出。提出了基于轨迹线性化控制方法的非线性控制器来稳定控制四旋翼飞行器。该控制器分为两个部分，分别是引导控制器和姿态控制器（PI控制），其控制质心的平移运动和旋转运动。
E4.Discrete-time sliding mode control for a quadrotor UA V
SOURCE:Optik
本文主要通过离散滑模控制（DSMC）解决小型四旋翼无人机的位置和姿态跟踪控制。首先，使用线性外推法将连续时间系统转换为离散时间系统。基于离散时间系统，设计了四旋翼飞行器的位置和姿态跟踪控制器。此外，给出了新的确保离散时间系统渐近稳定的条件。最后，基于四旋翼飞行器UA V的运动学和动力学模型，进行了仿真来说明所提出的控制方法在稳定性和跟踪控制方面具有良好的性能。
文中对全驱动部分和欠驱动部分的控制器分别进行了设计，
E5.Position and Attitude control of a Quadrotor UA V using Super Twisting Sliding Mode
Source:IFAC
文中讨论了一种利用级联的内外环结构的超扭矩滑模控制器。滑模控制器用来抵消外界干扰和模型的不确定性。同时将结果和LQR和PD控制器进行比较。
Source:AI and Robotics
本研究描述了一种用于四旋翼无人机的自适应非线性轨迹跟踪控制器。控制器为了在跟踪期望轨迹中的外部噪声，观测噪声以及建模的不确定性等快速动态的不稳定性中稳定下来。通过适当的预测和反步非线性控制方法，来保证跟踪期望轨迹的稳定性。自适应反步法用于消除外部干扰，测量中的噪声和模型不确定性的影响。并基于Lyapunov稳定性理论，提出了具有调节功能的自适应控制律，首先估计系统的未知参数，然后开发自由调节的系统以消除风扰动的影响。最后进行仿真验证。
Source: International Journal of Control
本文通过几何方法研究了四旋翼无人机的姿态有限时间收敛的轨迹跟踪问题。首先，提出了特殊欧几里得群（SE（3））的全局几何动态描述，轨迹跟踪控制被分解为两个级联的跟踪控制回路：位置跟踪控制回路和姿态跟踪控制回路。然后，由于姿态跟踪环路是快速环路，提出了基于指数坐标的有限时间控制器以加速姿态控制环路的响应速率，来避免人为奇点和冗余。此外，为位置跟踪回路设计了反步控制器，以构造位置动力学的推力量值控制输入和姿态控制的参考旋转矩阵。
最后，进行数值模拟来证明这种轨迹跟踪策略的有效性。
Source：International Conference on Unmanned Aircraft Systems
本文提出了一种自适应模糊控制策略以解决模型参数不确定性和外部干扰的情况下的四旋翼无人机的轨迹跟踪问题。用基于数学模型的反步法提出了一个模糊控制律。文中提出，反步法需要精确的系统动力学模型，但是这在实际实现的过程中是不可能的，因此需要基于反步法设计额外的补偿手段来对这些不确定性进行补偿，但是，这些方法都或多或少的增加了算法的复杂度。因此本文针对此问题，提出了使用自适应模糊控制方案，在不明显增加复杂度的情况下来解决方法。并基于Lyapunov定理导出用于调整模糊控制律的可调节参数的自适应定律。设计的自适应模糊控制器（AFBC）的稳定性分析由Lyapunov理论论证。所提出的控制器在存在影响六自由度的外部干扰的存在下的鲁棒性，以及参数不确定性渐近跟踪。证明闭环系统中的所有信号最终都是有界的，并且跟踪误差收敛到原点的小邻域。数值模拟结果说明所提出的自适应控制方法的良好的跟踪性能。
E10.The Trajectory Tracking Problem of Quadrotor UA V：Global Stability Analysis and Control Design Based on the Cascade Theory
Source：Asian Journal of Control
本文讨论了六自由度（6-DOF）四轴无人飞行器（UA V）的轨迹跟踪问题。分析了基于欧拉角的运动学简化的问题，并且引入了改进的罗德里格斯参数（MRP）技术来建立刚体的旋转动力学模型。基于轨迹跟踪问题建立了一个非线性系统误差模型，另外由于平移和旋转动力学之间的耦合特性，我们将整个闭环系统划分为两个降阶子系统和一个耦合项。罗德里格理论适用于分析耦合项和MRP之间的内部联系。因此，基于子系统的若干假设，证明了这种使用反步法方法和非线性扰动观测器/滑动模式控制方法的控制器具有K-指数和全局均匀有界特性。并进行了数值仿真进行证明。
文中对反步法无法处理参数摄动而在其基础上引入了非线性观测器设计平移（位置）控制器然后设计了SMC控制器控制姿态。
E11.QuadrotorHelicopter Flight Dynamics and Control Theory and Experiment_Standford
Source：AIAA Guidance, Navigation and Control Conference and Exhibi
文章仅考虑用于理想状态下的无人机操作。这项工作旨在解决当悬停飞行状态显着偏离时出现的问题。分别研究了机速，攻角和机身设计三个独立的空气动力学效应。它们影响姿态控制的力矩，以及高度控制的推力变化。文中首先提出理论依据，然后通过使用斯坦福的自主旋翼飞行器（STARMAC）作为试验台通过推力试验台测量和飞行试验来验证。
E13.On Trajectory Tracking Model Predictive Control of an Unmanned Quadrotor Helicopter Subject to Aerodynamic Disturbances
Source：Asian Journal of Control
文中提出了用于四旋翼无人机的轨迹跟踪的模型预测控制（MPC）策略。文中使用混合系统方法，具体来说，用的是平移和旋转运动附近的不同工作点的一组分段线性化（PWA）系统对四旋翼的动力学进行建模。其中所提出的控制方案是双重的，并且包括用于平移运动的积分MPC策略，随后是用于跟踪四旋翼的姿态运动的MPC方案。通过利用PWA方法建模提供了更多的控制方案。所提出的双控制方案能够针对大气扰动（例如阵风）和相对于四旋翼飞机的物理约束（例如，最大提升力或固定推力限制以便延长飞行持续时间）的鲁棒性计算最佳控制动作。通过仿真表明MPC方案在轨迹跟踪和空气动力学扰动衰减的工作效率。
E14.Nonlinear Control of Quadrotor for Point Tracking Actual Implementation and Experimental Tests
Source：IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS
本文提出了一种非线性控制方案。由于四旋翼无人机的动力学特性，导致了它的欠驱动，强耦合，不确定性和多输入多输出的特性。文中提出了一种基于反步反馈线性化的的非线性方法来控制和稳定无人机。此控制器可以分为姿态控制器，高度控制器以及位置控制器这三个子控制器。此控制器的稳定性由Lyapunov理论证明。同时详细描述了为了实现非线性控制器试验所需要的硬件参数以及试验设置。此方法的有效性则由仿真仿真证明。
文中考虑可能的输出为位置和偏航角以及为了跟踪期望轨迹的虚拟控制器，在整个跟踪过程中，横滚和俯仰角用姿态控制器来保持稳定。给出的控制器的稳定性
则由Lyapunov稳定理论证明。同时为了实验验证算法，无人机的一些硬件参数的也通过试验辨识得到。
E15.Extended Kalman Filter on SE(3) for Geometric Control of a Quadrotor UA V Source：International Conference onUnmanned Aircraft Systems
本文叙述了四旋翼无人机在带有扩展卡尔曼滤波器的欧几里得空间SE(3)中的几何控制方法。作者通过在SE(3)空间上的广泛的线性化来估计含有噪声情况下的无人机的姿态。所提出的估计函数考虑了所有的姿态旋转和运动的耦合项，同时将此方法建立为无坐标系形式。提出的扩展卡尔曼滤波器通过仿真一些场景进行验证。文中所提出的这种SE(3)空间上的估计方法是史无前例的，并且适用于在那些没有GPS或者机上部分传感器失灵情况下的控制飞行。
文中主要进行了一下工作：
（1）在欧几里得空间SE(3)上建立无人机的动力学模型，包括飞行过程中所有的耦合项。
（2）此动力学模型描述飞行器的旋转和移动是不具有坐标系的；
（3）在SE(3)空间上建立了一个精确的线性化闭环系统，并且使用扩展卡尔曼滤波来对观测误差进行估计。
Source：Control Engineering Practice
为了设计一个不需要解决飞行器欠驱动性的鲁棒位置控制器提出了一种新型的“反应方向控制”。这个方向控制器不需要基于控制对象的物理模型且是建立在不同的分数运算符上处理连续有界加法项。此方法实际上会引入姿态的噪声是用来取代四旋翼在欠驱动坐标系下的期望位置。闭环分析显示干扰和位置误差的范数可以最小化至满足形成一个稳定鲁棒的位置控制器。
E17.Geometric Adaptive Control of Attitude Dynamics on SO(3) with State Inequality Constraints
本文提出了一种用状态不等式约束刚体姿态动力学的几何自适应控制系统。此控制系统可以通过不等式约束干扰项来实现期望姿态的渐进稳定。另外，文中提出了自适应更新律使得飞行器姿态可以保持稳定。姿态动力学和控制系统建立在一
个特殊的正交群之中，这样，欧拉角和四元数这种参数的奇点问题就会被避免。E18.Inner-Outer Loop Control for Quadrotor UA Vs With Input and State Constraints Source：IEEE TRANSACTIONS ON CONTROL SYSTEMS TECHNOLOGY
本文提出了内外环控制结构。外环用于产生饱和推力以及参考姿态角，内环用PID的方法去跟踪这些参考姿态角。假设内环可以完美跟踪参考姿态角，外环嵌套饱和控制器保证了输出调节和跟踪的全局渐近稳定性。同时，内环在实际情况下无法完全跟踪期望轨迹。文章对此进行了仿真验证。
特别的是，文章中采用机体坐标系来描述机体平移运动的动力学。首先，它允许了翻滚俯仰角度的范围是独立的。在惯性坐标系中，横滚和俯仰的角度都依赖于偏航角度。
E20.Model Predictive Path-Following Control of an AR.Drone Quadrotor
本文主要设计和实现了扩展预测自适应控制方法来实现路径跟踪的模型预测控制。尤其是闭环控制在没有超调的前提下快速响应的性能。作者将此方法和传统的PID控制方法进行了比较。
Source：IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS 本文提出了基于三个闭环反馈的多采样速率控制方法。这三个闭环分别为：姿态，速度以及位置控制回路。提出的这种多回路控制器是基于传感网络实现的。每个传感器都和一个控制回路同步并且专门用于采样姿态速度和位置信息。传感器工作在不同的采样速率下，相应地每个回路就工作在不同的速率下。并给出了两种结果：
第一个结果在给定控制器增益的前提下找到每个控制回路的最低可允许采样频率并且确保闭环系统的稳定性。
第二个结果提供了一个控制器综合算法以及保证闭环控制系统稳定的充分条件。文章对单采样速率以及单回路的系统和提出的系统的效率进行了仿真比较。结果表明，增加一个回路的采样速率可以允许另外的回路将采样速率降低至单速率情形的限制以下。
E22.Nonlinear Double-Integral Observer and Application to Quadrotor Aircraft
Source：IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS
本文提出一个基于有限时间稳定性的非线性双积分观察器。所提出的双积分观察器可以同步估计信号的一重和二重积分，并且分析时域中的稳定性。所提出的双积分观测器的优点包括其有限时间稳定性，参数选择的简易性，充分的随机噪声抑制以及几乎没有漂移现象。理论结果通过模拟和四旋翼飞行器上的实验来确认：1）从加速度测量估计位置和速度，以及2）基于双重积分观测器设计控制定律以跟踪参考轨迹
Source：Neurocomputing
本文提出了ADRC的控制方法。
E25.Robust Backstepping Sliding-Mode Control and Observer-Based Fault Estimation for a Quadrotor UA V
Source：IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS
首先设计了用于姿态子系统（内环）的常规SMC控制器，以保证欧拉角的快速收敛快速性，并且将反步法应用于位置环（外环），直到获得所需的位置，然后获得最终控制律。闭环系统的稳定性通过逐步稳定每个子系统来确保，并且研究了控制器对模型不确定性和外部干扰的鲁棒性。
E26.Robust Chattering Free Backstepping Sliding ModeControl Strategy for Autonomous QuadrotorHelicopter
Source：International Journal of Mechanical & Mechatronics Engineering
本文提出了一种对外界干扰鲁棒的反步滑模姿态控制器以及轨迹跟踪控制器，控制器的整体方案是基于反步法和滑模平面设计的。为了减小由不连续的切换函数引起的机身震颤的问题，本文使用了一个简单的模糊控制系统来解决此问题，并用Lyapunov理论证明控制器的渐进稳定性。并进行了仿真验证。
Real-time implementation in outdoor environments
Source：Neurocomputing
本文介绍了三个用于四旋翼无人机高度控制的三个二阶滑模控制器。对跟踪误差进行了比较，以确定在室外环境下实时应用中性能最佳的控制器。这些控制器分
别为经典一阶滑模控制器，超扭矩滑模控制器，改进的超扭矩滑模控制器以及无奇点终端超扭矩滑模控制器。后面三个属于二阶控制器，并且相对于一阶减少了抖动现象。Lyapunov理论证明了其跟踪误差在有限时间内可以收敛。同时进行了仿真和试验来验证。
E30.Symmetric Linear Model Predictive Control
Source：IEEE Trac
本文研究线性模型预测控制（MPC）的对称性，并且定义了模型预测控制律和模型预测控制问题的对称性。同时使用组群理论分析MPC对称性。文中叙述了如何高效的通过将MPC对称性生成器转化图形自同构问题为计算提升效率。
E31.A Global Tracking Controller for Underactuated Aerial Vehicles Design Analysis and Experimental Tests on Quadrotor
Source：IEEE/ASME TRANSACTIONS ON MECHATRONICS
本文介绍了对无人机全局跟踪的控制方法。并且研究了整个控制器的内环姿态跟踪控制器的全局指数稳定性。这可以避免出现其他姿态控制器可能出现的奇点和松弛问题。为了克服SO（3）对全局控制的拓扑障碍，刚体的旋转运动被限制在紧区域中的指数坐标系来表示。同时文中构建了一个在欧几里得空间下的混合的跟踪误差动力学模型。同时基于此模型建立了跟踪控制器并通过仿真证明了控制器的稳定性。
disturbances
Source：Aerospace Science and Technology
文中叙述了两种自适应鲁棒非线性控制器。同时设计了一个混合控制器来减弱机身的震颤效应并达到有效时间收敛的特性。首先，使用了反步法和终端滑模控制来实现姿态跟踪。接着，使用了自适应鲁棒PID控制实现了位置的跟踪，并针对外界干扰可以最小化机身震颤以及实现良好的鲁棒性。最后，针对实际应用修改了控制律。
evaluation
本文针对无人机对三维空间轨迹的跟踪问题进行了讨论。本文提出的解决方案通
过对路径相关的误差空间的定义来表达飞行器的动力学模型。此方式最终导致了其模型的线性时不变特性。最后，飞行器的控制问题被转化为线性时不变系统的线性二次方调节问题。最后控制器实现了零静差以及防止执行器饱和。
Source：Neurocomputing
文章基于RBFNNs和双环滑模控制方法提出了针对外界干扰和参数的不确定性的分层次位置和姿态控制策略。文中所提出的控制器将滑模控制法的优点和RBFNNs可以逼近任何函数形式的特性结合在一起保证了快速收敛性并且可以逼近外界干扰项。通过仿真和反步法以及H无穷控制器进行比较，来证明此方法的有效性。
E37.Minimal Resource Allocating Networks for Discrete Time Sliding Mode Control of Robotic Manipulators
Source：IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL INFORMATICS
本文论述了一个基于RBFNN的离散时间滑模机器人操控器。RBF神经网络用于逼近系统的不确定项。在线学习算法结合了最小资源分配网络技术的增长标准和修剪策略以及自适应扩展卡尔曼滤波方法来更新所有的参数。
Source：IEEE TRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONIC SYSTEMS 本文提出了将四元数误差模型和优化控制策略结合在一起。另外，文章重点研究了优化控制算法在四元数状态空间方程中的应用以及试验，并提出了优化的四元数姿态跟踪误差线性化控制器（OQTAL）。并将其性能和PID以及LQR控制器进行比较，另外此方法更接近一个线性时不变系统，因此计算所需要的时间更短。E39.Robust Backstepping Sliding-Mode Control and Observer-Based Fault Estimation for a Quadrotor UA V
Source：IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS
本文提出了飞行器的数学模型以及把反步法和滑模控制相结合的控制技术。为了实现笛卡尔位置轨迹追踪，分别设计了内外环闭环回路进行控制，内环使用滑模控制器使得姿态可以快速收敛，外环使用反步法，在姿态先保持稳定之后，位置也随之达到期望值。另外，文中考虑了飞行器起飞时的基于自适应观测器的故障
预测方案。
E41.Robust Three-Loop Trajectory Tracking Control for Quadrotors With Multiple Uncertainties
Source：IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS
文中提出了一个鲁棒的分散的线性时不变控制器来跟踪期望轨迹。整个控制系统分为三个闭环回路：（1）姿态回路控制姿态角；（2）位置回路控制平移轨迹；（3）鲁棒补偿回路来抑制参数不确定和外界扰动带来的影响。并同时和H无穷控制法仿真进行比较。
E42.A Class of Position Controllers for Underactuated VTOL Vehicles
Source：IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL
文中设计了有界的位置控制器以及一个稳定的姿态控制器，外环的输出为内环的输入，并设计了补偿控制器。