四旋翼飞行器姿态角的自切换串级PID控制方法

作     者：丁娃 吴功平 何文山 李谋远 DING Wa;WU Gong-ping;HE Wen-shan;LI Mou-yuan

作者机构：武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 

基　　金：高塔跨越林区输电线路巡检机器人工程实用化关键技术研究(JDK2015-21) 

出 版 物：《机械设计与制造》 (Machinery Design & Manufacture)

年 卷 期：2022年第376卷第6期

页      码：208-213页

摘      要：四旋翼飞行器的姿态控制是无人机稳定飞行的关键技术之一。针对复杂多变作业条件下飞行器参数会经常发生变化的问题,在典型控制方法的基础上提出一种自适应的智能控制方法。首先,根据牛顿欧拉定律推导出无人机在地理坐标系下的动力学模型,并对其中参数进行测量计算;然后基于三角形隶属度函数建立模糊控制器,作为外环自主切换的两种控制方式之一,并设置平滑切换过程;最后结合外环对姿态角的控制方法以及内环对角速度快速调整的PD控制方法,实现了无人机串级PID控制方法。仿真和实验结果表明,该系统能够有效控制四旋翼飞行器的飞行姿态。相比较其它算法,其具有更好的鲁棒性和姿态调节的快速性。提升了无人机在飞行过程中抵抗环境扰动和系统动态响应的能力,为四旋翼飞行器控制研究提供了重要的理论与实践基础。

主 题 词：四旋翼 自主切换 串级控制 模糊规则 平滑过渡 

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程类] 08[工学] 0802[工学-机械学] 080201[080201] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-3997.2022.06.046

馆 藏 号：203112408...