四旋翼飞行器的双回路PID控制器的设计与实现

摘要：

四旋翼飞行器是当今市场的一个新兴且关注度高的研究方向.PID算法当属四旋翼飞行器的核心部分,优秀的PID算法可以实现稳定的悬停和快速的打舵响应.针对传统的单回路PID控制器的不足设计了一种新的双回路PID控制器,结构上分为主回路和副回路,角速度作为主回路,角度作为副回路,副回路的输出量作为主回路的期望值.并在角度姿态的获取上创新的加入了滤波系统,从而使副回路获得的角度曲线更加稳定和平滑,降低了电机的工作温度,提高了控制精度.控制器采用了STM32F103作为控制核心.该款处理器有配套的DSP库,可以实现FIR滤波器,滤波参数确定于MATLAB的FIR设计工具.经过上机实验说明了新的滤波双回路PID系统不仅悬停十分稳定,对于打舵响应十分迅速,而且具备一定的抗外力干扰能力,满足设计需求.

关键词：双回路PID算法、有限长单位冲激响应滤波器、MATLAB、四旋翼、STM32

所属期刊栏目：45

分类号：TP13(自动化基础理论)

资助基金：河北省自然科学基金F2015202331

在线出版日期：2017-02-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：16-22