模糊PID算法的优化及其在无人机中的应用
发布时间：2020-12-06 02:06
因结构简单、操作方便、机动性强、能垂直起降等特点,四旋翼无人机已成为工业界和学术界的热门研究课题。但四旋翼无人机对环境变化极为敏感,使得对飞行姿态的精确控制难度较大,这对无人机飞控系统的设计者来说是一个严峻挑战,也使得飞行控制算法成为对四旋翼无人机控制的关键技术之一。到目前为止,四旋翼无人机的核心控制方法仍然是PID控制,因为该飞行控制方法不需要对系统进行精确建模,只需根据系统误差,通过模糊规则调整控制器的参数,实现飞行控制。基于国内外现有的研究成果,本论文对无人机PID控制器的设计进行了改进和测试,主要研究内容包括如下三个方面:1)对无人机姿态角修正方法的研究。采用卡尔曼滤波算法降低传感器输出噪声对姿态角的干扰,从而提高姿态计算的准确性,通过MATLAB仿真以及实际试飞验证了卡尔曼滤波算法的有效性。实验表明无人机姿态角的实际值和卡尔曼滤波算法估计值的仿真曲线高度相似,证实了该姿态角修正方法可显著提高无人机飞行控制系统输入值的可靠性;2)对无人机的姿态控制算法的研究。设计方法结合经典PID和模糊控制的优点,通过选择合适的模糊规则建立参数自整定的模糊PID控制器,实现了PID参数的自行校...
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机的“X”型模式图
表中“↑”代表加大电机转速，“↓”代表减小电机转速。四旋翼无人机动力学建模 坐标系定义动是相对的，要建立无人机在空间中的运动学模型，首先要确定描述其运参考系，而描述在一个物体在三维空间运动状态至少需要两个坐标系，即描身运动方向的参考系和描述无人机相对地面位置的参考系。本设计选取地理系和载体坐标系来描述空间中物体的运动状态。地理坐标系选取常用的东北考系[46]，即参考系的三轴 OX 轴指向东，OY 轴指向北，OZ 轴指向天，如2 所示，地理坐标系用 N(X，Y，Z)表示。图 2-3 所示为机体坐标系，用 B(x，表示。从地理坐参考系到载体参考系的转换本文采用四元数的方法来描述。
表中“↑”代表加大电机转速，“↓”代表减小电机转速。四旋翼无人机动力学建模 坐标系定义动是相对的，要建立无人机在空间中的运动学模型，首先要确定描述其运参考系，而描述在一个物体在三维空间运动状态至少需要两个坐标系，即描身运动方向的参考系和描述无人机相对地面位置的参考系。本设计选取地理系和载体坐标系来描述空间中物体的运动状态。地理坐标系选取常用的东北考系[46]，即参考系的三轴 OX 轴指向东，OY 轴指向北，OZ 轴指向天，如2 所示，地理坐标系用 N(X，Y，Z)表示。图 2-3 所示为机体坐标系，用 B(x，表示。从地理坐参考系到载体参考系的转换本文采用四元数的方法来描述。
本文编号：2900515
【文章来源】：安徽工程大学安徽省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
无人机的“X”型模式图
表中“↑”代表加大电机转速，“↓”代表减小电机转速。四旋翼无人机动力学建模 坐标系定义动是相对的，要建立无人机在空间中的运动学模型，首先要确定描述其运参考系，而描述在一个物体在三维空间运动状态至少需要两个坐标系，即描身运动方向的参考系和描述无人机相对地面位置的参考系。本设计选取地理系和载体坐标系来描述空间中物体的运动状态。地理坐标系选取常用的东北考系[46]，即参考系的三轴 OX 轴指向东，OY 轴指向北，OZ 轴指向天，如2 所示，地理坐标系用 N(X，Y，Z)表示。图 2-3 所示为机体坐标系，用 B(x，表示。从地理坐参考系到载体参考系的转换本文采用四元数的方法来描述。
表中“↑”代表加大电机转速，“↓”代表减小电机转速。四旋翼无人机动力学建模 坐标系定义动是相对的，要建立无人机在空间中的运动学模型，首先要确定描述其运参考系，而描述在一个物体在三维空间运动状态至少需要两个坐标系，即描身运动方向的参考系和描述无人机相对地面位置的参考系。本设计选取地理系和载体坐标系来描述空间中物体的运动状态。地理坐标系选取常用的东北考系[46]，即参考系的三轴 OX 轴指向东，OY 轴指向北，OZ 轴指向天，如2 所示，地理坐标系用 N(X，Y，Z)表示。图 2-3 所示为机体坐标系，用 B(x，表示。从地理坐参考系到载体参考系的转换本文采用四元数的方法来描述。
本文编号：2900515
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