四旋翼飛行器幾種姿態(tài)控制算法的研究.pdf

1、四旋翼飛行器(Four Rotor Aircraft)應(yīng)用廣泛，許多行業(yè)和領(lǐng)域都可以見到它的身影，例如在軍事、民用以及商業(yè)上，在這些領(lǐng)域和行業(yè)它都發(fā)揮出它應(yīng)有的價(jià)值。四旋翼飛行器飛行姿態(tài)的性能優(yōu)劣直接關(guān)系到飛行器的飛行安全和經(jīng)濟(jì)效益。因次四旋翼飛行器的飛行姿態(tài)的穩(wěn)定就變的極其重要。因此針對(duì)模糊PID控制中模糊控制規(guī)則的制定依賴于操作經(jīng)驗(yàn)而改進(jìn)模糊PID控制。同時(shí)還針對(duì)傳統(tǒng)PID參數(shù)的整定需要一定的工作經(jīng)驗(yàn)和技巧，還要有充足的時(shí)間，而且調(diào)

2、整好的PID參數(shù)不能自適應(yīng)外界環(huán)境的變化，這樣就難以對(duì)四旋翼飛行器的姿態(tài)控制取得良好的控制效果?；诖吮疚耐瓿傻木唧w研究工作如下:
　　1、利用相關(guān)物理學(xué)知識(shí)結(jié)合四旋翼飛行器的飛行姿態(tài)的工作原理，在現(xiàn)有研究成果的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出可以適用于四旋翼飛行器的數(shù)學(xué)模型。同時(shí)利用MATLAB建立四旋翼飛行器動(dòng)力學(xué)模型的Simulink模塊，從而進(jìn)行四旋翼飛行器姿態(tài)控制的仿真研究。
　　2、針對(duì)模糊PID控制算法中模糊規(guī)則的制定需要有實(shí)際

3、的操作經(jīng)驗(yàn)，且模糊控制不具有自主學(xué)習(xí)的能力。文章采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)生成模糊規(guī)則，將人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模糊控制的優(yōu)點(diǎn)相互結(jié)合，進(jìn)而進(jìn)一步的調(diào)整PID參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)四旋翼飛行器的姿態(tài)控制。同時(shí)針對(duì)飛行器自身震動(dòng)產(chǎn)生的噪聲，采用卡爾曼濾波器濾除。
　　3、由于四旋翼飛行器的動(dòng)力來源是依靠螺旋槳的旋轉(zhuǎn)提供，且根據(jù)其控制信號(hào)指令的特點(diǎn)，基于此為了提高控制系統(tǒng)的控制精度，本文將重復(fù)補(bǔ)償控制與神經(jīng)模糊PID控制相結(jié)合，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)四旋翼飛行器的