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1、2602017，53（1）ComputerEngineeringandApplications计算机工程与应用矢量拉力垂直起降无人机姿态纵向控制研究112刘东辉，奚乐乐，孙晓云112LIUDonghui,XILele,SUNXiaoyun1.河北科技大学电气工程学院，石家庄0500182.石家庄铁道大学电气与电子工程学院，石家庄0500431.SchoolofElectricalEngineering,HebeiUniversityofScienceandTechnology,Shijiazhuang050018,China2.School
2、ofElectricalandElectronicEngineering,ShijiazhuangTiedaoUniversity,Shijiazhuang050043,ChinaLIUDonghui,XILele,SUNXiaoyun.ResearchonlongitudinalattitudecontrolofvectorpullVTOLUAV.ComputerEngineeringandApplications,2017,53（1）：260-264.Abstract：FortheTail-sisterVTOLUAVwithvector
3、electricalmotor,somecontrolproblemintheprocessofthetwokinksofstatetransitionofverticalandlevelstateareanalyzed.Thedynamicmodelisbuiltbasedonitsflighttheory,andthemodelparametersarecalculated,AfuzzyadaptivePIDcontrollerisdevelopedforlongitudinalattitudecontrolofit.Thepropos
4、edcontrollereffectivelyimplementslongitudinalattitudeandtrajectorytrackingcontrol.Simulationresultsshowthattheproposedfuzzylogiccontrollerprovidesquickerresponse,smallerovershoot,higherprecision,betterrobustness,andbetteradaptiveabilitythantraditionalPIDcontroller.Keywords
5、：aircraftcontrol;vectorpull;Tail-sitterVTOLUAV;fuzzyadaptivePID摘要：针对使用矢量拉力控制纵向飞行姿态转换的坐式垂直起降固定翼无人机，分析其在垂直和水平飞行两种状态转换过程中存在的一些控制问题；建立了其动力模型，并对模型参数进行了整定。针对其在非线性条件下动态性能欠佳的问题，把容易实现、鲁棒性好的PID控制法与智能模糊控制算法结合，设计出自适应模糊PID控制器。并且模糊PID的超调小、动态响应快等特点在仿真和飞行实验中得到验证，使系统的抗干扰性得到提高。关键词：飞行器控制；矢量拉
6、力；垂直起降；自适应模糊PID文献标志码：A中图分类号：V249.1doi：10.3778/j.issn.1002-8331.1605-02291引言定电机的矢量电机座，既能控制电机转速以改变拉力又垂直起降无人机是一种能够实现垂直起飞、降落并能通过控制矢量电机座的横向和纵向倾转角度以改变能够像传统固定翼飞机一样水平飞行的飞机，它既保持电机拉力的方向达到方向和俯仰两个姿态的控制。在了固定翼飞机飞行速度快、航程长等优点又具有垂直起这种控制方式下，飞行器在低速下飞行的控制力几乎为降和悬停能力，可满足一些特殊任务的要求，部署在一常数，极大地提高低速
7、情况下飞行控制系统的灵活性，且些特殊环境中，具有巨大的发展潜力和非常广阔的应用直接力控制简化了系统模型，有利于系统的仿真、分析；[1-3]机翼底部安装有气动副翼，通过舵机控制完成滚转操纵。前景。传统的尾坐式垂直起降无人机多采用通过气动升降舵和副翼的混控达到控制效果的方案，飞行器垂尾坐式垂直起降飞机在飞行全过程中纵向姿态角、直起飞或者降落过程中，由于水平速度较低，气动力较飞行速度和有效控制力变化范围大，传统PID难以完成[4-5]小，导致控制效果较差。本文设计了一种具有矢量拉全程控制。模糊PID的鲁棒性和抗干扰性较强，所以模力的坐式垂直起降固
8、定翼无人机，其机身顶端安装有固[6]糊PID非常适合本系统姿态控制。本文主要针对具有基金项目：国家自然科学基金（No.51274144）；河北科技大学研究生创新项目。作者简介：刘
