文档介绍：第 31 卷第 1 期农业工程学报
2015 年 1月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Jan. 2015 71
植保四轴飞行器的模糊 PID 控制
刘浩蓬,龙长江※,万鹏,王晓谊,胡奔
(华中农业大学工学院,武汉 430070)
摘要:针对当前植保四轴飞行器在作业过程中自身载荷发生改变后的飞行控制性能下降、抵抗环境扰动能力差的问题,
该文改进了传统比例积分微分(proportion, integration, differentiation, PID)控制算法,提出了一种模糊 PID 控制算法。该
文通过研究四轴飞行器的姿态解算和飞行原理,设计了以 STM32 系列的单片机为核心处理器的四轴飞行控制系统。采用
AHRS 模块实时解算飞行器姿态参数,结合模糊控制和 PID 控制算法调节电机的输出量来控制飞行姿态。试验结果表明:
与传统 PID 相比,模糊自整定 PID 控制算法适应性强,参数整定简单,系统的动态响应能力和稳定性获得了提高,实现
了四轴飞行器的稳定飞行。该文为植保无人机控制算法研究提供了一定的参考。
关键词:飞行器;传感器;算法;模糊自整定;飞行控制
doi:.1002-
中图分类号:V275 文献标志码:A 文章编号:1002-6819(2015)-01-0071-07
刘浩蓬,龙长江,万鹏,等. 植保四轴飞行器的模糊 PID 控制[J]. 农业工程学报,2015,31(1):71-77.
Liu Haopeng, Long Changjiang, Wan Peng, et al. Fuzzy self-adjusting proportion integration differentiation for eppo
quadrocopter[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2015, 31(1): 71-
77. (in Chinese with English abstract)
随着传感器检测技术和控制理论的不断发展,尤其是
0 引言
微电子和精密机械制造技术的逐步成熟,国内外很多的
四轴飞行器是一种具有对称结构的多旋翼直升机,由研究机构和专家学者开始对四轴飞行器进行动力学和运
固定在中心板上的 4 个安装了旋翼的悬臂组成[1]。由于四轴动学分析,并建立了系统的数学模型,提出了各种控制
飞行器具有体积小、质量轻、结构简单、操纵方便及机动算法以实现四轴飞行器的自主飞行控制,并设计了飞行
灵活等飞行优势,同时能实现垂直起降和空中悬停,所以控制系统进行验证;对四轴飞行器控制算法的研究也较
在军事上和民用中得到了广泛的应用。例如四轴飞行器在多,主要采用计算机仿真试验验证算法,在室内环境并
敌情侦察及监视、战场破坏评估、当作反辐射和微型攻击且只在较小姿态角度范围进行控制[3-8]。
武