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《基于遗传算法的无人机模糊积分控制器设计》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33卷第12期北京理工大学学报Vol.33No.122013年12月TransactionsofBeijingInstituteofTechnologyDec.2013基于遗传算法的无人机模糊-积分控制器设计唐胜景1,宋祥1,2,郭杰1,马悦悦1(1.北京理工大学宇航学院,北京100081;2.北京机电工程研究所,北京100074)摘要:针对某小型固定翼无人机纵向姿态控制和轨迹跟踪的要求设计了一种模糊积分混合控制器.为避免控制器参数调试的复杂性,提高控制性能,利用遗传算法对模糊控制的隶属度函数进行了优化设计.在优化设计阶段,确定了设计变量和约束条件,并给出了比例因子整定原则.仿真结果表
2、明,基于遗传算法的模糊积分控制器与传统PID控制器相比具有更短的响应时间,鲁棒性强,并且解决了单一模糊控制器稳态响应精度低、响应曲线颤振的问题.关键词:无人机;模糊积分控制;遗传算法;比例因子整定中图分类号:V249.1文献标志码:A文章编号:1001-0645(2013)12-1274-05Fuzzy-IntegrationControllerDesignofUAVBasedonGeneticAlgorithm1,SONGXiang1,2,GUOJie1,MAYue-yue1TANGSheng-jing(1.SchoolofAerospaceEngineering,BeijingIns
3、tituteofTechnology,Beijing100081,China;2.BeijingInstituteofMechanicalandElectricalEngineering,Beijing100074,China)Abstract:Afuzzy-integrationcontrollerofasmallfixed-wingunmannedaerialvehicle(UAV)isproposedaccordingtorequirementsoflongitudinalattitudecontrolandtrajectorytrack.Foravoidingcomplexity
4、ofthecontrollerparametersadjustmentandimprovingcontrolperformances,thegeneticalgorithmisusedtooptimizethemembershipfunctionsoffuzzycontrol.Thedesignvariablesandconstrainsaredefinedandthetuningprincipleofproportionalfactorispresentedduringtheoptimizationdesignphase.Simulationresultsshowthatthefuzz
5、y-integrationcontrollerhasaquickerresponseandbetterrobustnessthantraditionalPIDcontrollerandcansolvetheproblemsoflowresponseprecisionandresponsecurveflutterforsinglefuzzycontroller.Keywords:unmannedaerialvehicle(UAV);fuzzy-integrationcontrol;geneticalgorithm;proportionalfactortuning与大型飞行器不同,小型固定翼
6、无人机飞行状态法来解决小型无人机控制器的设计问题.极易受到扰动因素的影响.其空气动力特性具有非与传统控制器依赖于系统行为参数的设计方法线性、时变性的特点,不易建立起精确的数学模型.不同,模糊控制用于控制器设计时依赖于操纵者的采用经典PID等线性理论进行小型无人机控制器设经验,其无需知道被控对象的数学模型,构造容易,[1]计时很难实现其控制要求,而非线性动态逆方法要求鲁棒性强.但由于稳态精度低且待定参数较多,建立精确的非线性模型,不易进行鲁棒性分析的局限模糊控制在应用于控制器设计时往往与其他控制方性也使该理论很难完成无人机在复杂环境下的控制法相结合,并通过优化算法对控制器参数进行优化任务.
7、因此针对上述问题,需寻求更加智能的控制方设计.文献[2]中针对一类具有非最小相位系统的收稿日期:20120109基金项目:航空基金资助项目(2012ZA72002)作者简介:唐胜景(1959—),男,教授,博士生导师,E-mail:Tangsj@bit.edu.cn.第12期唐胜景等:基于遗传算法的无人机模糊积分控制器设计1275小型无人机应用模糊控制设计了高度保持器,并分éXδXδùéΔvùêepúêú析了控制器的鲁棒性,由于只采
