基于改进型蜂群算法的无人机姿态控制参数优化

《基于改进型蜂群算法的无人机姿态控制参数优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第32卷第6期2015年12月沈阳航空航JoumalOfShenyang天大学学报AerospaceUniVersit)，V01．32No．6Dec．2O15文章编号：2095一1248(2015)06一0059一07基于改进型蜂群算法的无人机姿态控制参数优化林峰，王晓桐，曲晓光(沈阳航空航天大学自动化学院，沈阳11叭36)摘要：针对蜂群算法容易陷入局部最优值的缺点，引入交叉变异选择操作和自适应的思想对算法进行改进，使算法能够在保持蜂群种类多样性的同时，自适应更新食物源位置。然后通过改进型蜂群算法对小型固定翼无人机姿态控制模型进行参数优化，分别对无人机的俯仰、滚转和

2、偏航姿态进行PD控制，并且通过仿真实验与遗传算法和粒子群算法优化的PID参数进行对比。结果表明，相比于其它优化算法，改进型蜂群算法在超调量和振荡次数方面有着明显的优点，能够有效地提高元人机姿态控制系统的控制性能。关键词：蜂群算法；改进；无人机；姿态控制；PID中图分类号：Ⅵ强9．12l文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2015．06．007Parameters0ptimizationofUAV7sattitudecontrolsystembasedonimproVedbeecolOnyalgorithmL烈Feng，WANG)(

3、iao—tong，QU)(ia0一guang(CollegeofAutomation，ShenyaJlgAerospaceuniVersi哆，ShenyaJlg110136，china)Abstract：AdefectofBCAistllatitiseasytofaninto10caloptimum．Torectifythisdefectthispaperintro—ducedanimproVedalgorimmofcmssoVer0peration，mutationoperation，selectoperationa11dadaptiVemoughttomaint

4、ainmediVersi哆ofbeesspeciesandupdatefoodsourceadaptiVely．Thenmepar锄etersofsmallfixed·wingUAV7sanitIldecontrolmodelwereoptiIIlizedbyimpmVedbeecolonyalgoritllm(IBCA)，PIDcon∞olandSimulatepitching—poSe．holding—mode，rolling·pose-holding-modeandyawing-pose．holding-modeofUAV，aIldcomparedwitllG

5、AaIldPSO．Theresultsshowthatt11eIBCAhasobviousadvantagesinmeaspectsofovershootaIldoscillationfrequency，aJldmusimprovesmeperfbmlanceofUAV’satdtudecontrolsystemef＆ctively．KeywOrdS：beec010nyalg耐thm；improVement；UAV；撕tudecon仃01；PD由于无人机⋯有着体积小、使用方便和造价低等诸多优点，如今已经被广泛应用在各个领域中。而无人机的各种姿态控制都是需要依靠无人机

6、自动驾驶仪来完成的，因此对无人机自动驾驶仪控制律的设计‘23成为该领域的研究热点。目前，应用在无人机飞行控制系统设计的控制方法主要分为经典控制技术与现代控制技术两大类。经典控制方法主要是研究飞机的俯仰、滚转和偏航三个反馈系统的控制器设计，方法简单、成熟，已经广泛应用于工程中的飞控系统㈨中。近年收稿日期：2015—07—02作者简介：林蜂(1963一)，男，辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：嵌入智能与智能微处理器、信号分析与处理等，E‘mail：lfsheny‘aIl9163@163．com。沈阳航空航天大学学报第32卷来，在飞行控制系统的设计中应用了大量的现代控制理论

7、方法，如非线性动态逆控制HJ、鲁棒控制¨1和滑模变结构控制Mo等方法。虽然这些方法都能较好地满足飞行控制的需要，但是对无人机模型的精确度要求很高，实现有一定的难度。在经典控制方法中，无人机采用最多的是PID控制器，由于传统PID控制器的参数需要进行反复的试验来确定，耗用很长的时间，并且不能保证控制系统的最佳性能，因此要对PID参数进行优化以满足无人机姿态控制的需要。20世纪80年代以来，大量的智能算法"o涌现出来，人们将这些智能算法应用在无人机的姿态控制器参数优化上面，并得到了较好的优化效果，如遗传算法‘81和粒子群算法‘93等。蜂群算法‘10。123是近年来一