基于模糊-PID的智能飞控技术研究.pdf

《基于模糊-PID的智能飞控技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、工业控$1J与应用自动化技术与应用》2013年第32卷第05期ndustryControlandApplications基于模糊一PlD的智能飞控技术研究刘强，刘晓川，刘玉宝(中国船舶重工集团第七一六研究所，江苏连云港222006)摘要：由于无人机在飞行过程中机体参数变化剧烈，针对某型无人机，通过对无人机运动学模型进行分析，以无人机纵向运动模型为验证平台，论证了模糊PID技术应用于无人机自动驾驶仪设计的可行性。将传统的PID控制与模糊控制相结合，通过PID控制实现控制的准确性，利用模糊控制提高控制的快速性。针对无人机飞行控制中的实际问题，着重提出了

2、PID控制器和基于误差分区的模糊控制器的设计方法。实验证明该方法不仅增强了控制器的调节能力，还在一定程度上简化了控制器的设计。关键词：无人机；模糊控制；飞行控制；PID中图分类号：V249文献标识码：A文章编号：1003—7241(2013)05000905。StudyonIntelligentFlightControlTechniquesBasedonFuzzy—PIDLIUQiang，LIUXiao-chuan，LIUYu-bao(716ResearchInstitute，CSIC，Lianyungang222006China)Abstract

3、：OnaccountofparameterofUAVairframechangeacutenessduringflightcourse，focusesoncertainmodelUAV,anapplicationofFuzzy—P!DinUAVpitchcontrolispresentedafteranalyzingtheUAVlongitudinaldynamicmode1．ThemethodcombinesPIDcontrolwithfuzzycontro1．TheaccuracyisensuredbyPIDcontrollerandthedy

4、namicspeedisimprovedbyfuzzycontroller．Furthemore，accordingtoflightcontrolprobleminfact，thedifferentfuzzycontrolchartsareapplied，itenhancethecontrolabilityandsimplifythedesignprocedure．Thevalidityisverifiedbysimulation．Therefore，thecontrolmethodbasedonFuzzy—PIDcanbewidelyapplie

5、dinUAVflightcontro1．Keywords：UAV：fuzzycontrol；flightcontrol；PID1引言很多，但大多都还停留在理论研究阶段，而且控制器的近年来，随着无人机机载任务管理系统技术的进步设计复杂，很难应用到工程实际之中。本文针对传统的和稳定性的提高，无人机越来越多的应用到实际工作当PID控制器精度高，但需要精确的数学模型，模糊控制不中。现在无人机主要是用于侦察，边防安全，执行战斗要求控制对象的精确数学模型，因而灵活，适应性强。任务等。此外，一些新的应用领域也正在被开拓，比如可是，任何一种纯模糊控制器本质上是一种

6、非线性PD美军正在研制的无人战斗机，城市道路交通安全，城市控制，不具备积分作用，控制过程会出现不平衡现象，稳追捕，人员搜救等[¨。无人机在执行所有这些任务当中，态误差也较难减至理想程度【2·3j。而模糊一PID符合型都必须要求无人机具有较高的精确度，容错和故障诊断控制器兼顾了上述两种方法的优点，可以很好的实现对能力，以及较好的可操纵性。为了实现期望的完美性能无人机的控制。指标，就必须要求无人机具有较精确的飞行控制系统来实现对其自身的控制。目前无人机的先进控制方法有2无人机纵向动力学模型分析在进行控制系统设计之前，首先应当对纵向飞行特收稿日期：201

7、2—10—15T(K／nniqu~ofAutomation&AppticalJonsI9《自动化技术与应用》2013年第32卷第05期工业控制与应用ndust~ControlandApplications性进行分析。为此目的，如公式1所示的纵向运动学方表3纵向飞行特性程【，，6，7】被用于本文的分析，前两个方程是X和Z轴的长周期模态短周期模态力学方程，M是Y轴的力矩方程=0．0147=0．517：(一(’()一cw(cos@=。=1．1rad／s=2．1rad／s’情一针一=61．1027s：0．9127s+一种=。㈩从长周期模态和短周期模态中，我

8、们可以看出，无叶鲁一Iy。人机在长周期模态阻尼比较小，在短周期模态具有较好的阻尼比。图1，图2分别是无人机纵向动力学的其中