机械设计与制造2022,Vol.376Issue(6) :208-213.

四旋翼飞行器姿态角的自切换串级PID控制方法

Self-Switching Cascade PID Control Method of Attitude Angle for Quadrotor Aircraft

丁娃 吴功平 何文山 李谋远
机械设计与制造2022,Vol.376Issue(6) :208-213.

四旋翼飞行器姿态角的自切换串级PID控制方法

Self-Switching Cascade PID Control Method of Attitude Angle for Quadrotor Aircraft

丁娃 1吴功平 1何文山 1李谋远1
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作者信息

  • 1. 武汉大学动力与机械学院,湖北 武汉 430072
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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.

关键词

四旋翼/自主切换/串级控制/模糊规则/平滑过渡

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基金项目

&&(JDK2015-21)

出版年

2022
机械设计与制造
辽宁省机械研究院

机械设计与制造

CSTPCD北大核心
影响因子:0.511
ISSN:1001-3997
被引量8
参考文献量4
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