基于模糊PID控制的農(nóng)用無人機(jī)穩(wěn)定平臺控制算法研究.pdf

1、精細(xì)農(nóng)業(yè)是未來農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向，無人機(jī)遙感作為獲取農(nóng)田信息的重要手段，是精細(xì)農(nóng)業(yè)的重要研究方向之一。無人機(jī)遙感利用機(jī)載穩(wěn)定平臺可以提高獲取農(nóng)田信息的效率，所獲得的遙感圖像質(zhì)量更高，信息更精確，為后續(xù)制作處方圖等工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本論文根據(jù)實(shí)驗(yàn)室研制的機(jī)載穩(wěn)定平臺機(jī)構(gòu)建立了機(jī)械三維模型，并利用模型參數(shù)針對三種農(nóng)業(yè)中常用的相機(jī)建立了運(yùn)動(dòng)學(xué)方程和動(dòng)力學(xué)方程。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)時(shí)性高和魯棒性強(qiáng)的原則，分別設(shè)計(jì)了PID控制器、模糊PI

2、D控制器和基于自適應(yīng)強(qiáng)跟蹤卡爾曼濾波的模糊PID控制器，并對三種模型在Simulink中建模進(jìn)行仿真對比分析。仿真結(jié)果表明，經(jīng)典PID控制算法在無噪聲情況和參數(shù)合適的情況下能對模型實(shí)現(xiàn)快、準(zhǔn)、穩(wěn)的控制，如果引入隨機(jī)噪聲或更換模型，經(jīng)典PID控制算法的控制精度會大幅下降;模糊PID的控制效果較經(jīng)典PID控制超調(diào)量更小，調(diào)節(jié)時(shí)間更短，穩(wěn)態(tài)誤差更低，且針對不同負(fù)載的穩(wěn)定平臺模型，模糊PID控制較經(jīng)典PID控制具有更優(yōu)良的適應(yīng)性，滿足穩(wěn)定平臺負(fù)