量化因子自整定的四旋翼飛行器模糊PID控制

葛 霖， 王 華

(北京航空航天大學宇航學院，北京 100191)

量化因子自整定的四旋翼飛行器模糊PID控制

葛 霖， 王 華

(北京航空航天大學宇航學院，北京 100191)

針對四旋翼飛行器的非線性飛行控制模型，提出了一種新改進的量化因子自整定二維直接控制量型模糊PID控制器。通過分析量化因子與模糊控制器輸入輸出的模糊邏輯關系，對量化因子分別設計模糊整定器并確定了相應的模糊輸入量以及模糊規則表，然后利用自整定算法實現量化因子在線實時調整。通過對四旋翼飛行器進行動力學建模以及控制通道分析，進行了姿態飛行控制仿真實驗。與傳統PID型模糊控制器相比，本文設計的控制器在動態響應速度及抗外界干擾性能方面效果更優。

四旋翼飛行器； 姿態控制； 模糊PID控制； 量化因子； 自整定； 模糊整定器

0 引言

四旋翼飛行器是一種非線性、多變量、高度耦合的欠驅動系統，飛行控制技術一直是其中的關鍵技術和研究重點。目前四旋翼飛行器飛行控制研究主要是針對姿態穩定及跟蹤控制，雖然已有許多學者對多種控制算法如神經網絡控制[1]、反饋線性化[2]以及自適應滑?？刂芠3]等進行了研究，但大多需要加入許多約束和簡化，因此一些不依賴于精確數學模型的控制方法在實際中仍然被廣泛應用。

QIAO等人[8]曾提出一種PID型模糊控制結構，并利用峰值觀測器對其控制性能進行了在線調整優化；然后YESIL等人[9]針對負荷頻率控制問題，對QIAO提出的在線調整算法進行了修改調整，提高了峰值觀測器的優化效果?！?br>