四旋翼动力学建模及非线性PID轨迹跟踪控制

摘要：

四旋翼无人机因其简单易用性被应用于航空摄影、天气监测、交通监控、军事监视和地球科学等领域,可以配备摄像头和各种传感器按照既定轨迹飞行,来准确执行许多复杂的任务.通过四旋翼飞行器系统刚体运动学建模及模型线性化处理,针对速度和姿态角较小时的轨迹跟踪问题,设计了级联双闭环比例-积分-微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器.利用Simulink对所设计模型进行仿真分析,验证了定点悬停和平面正弦轨迹跟踪性能.仿真结果表明:基于小角度假设条件下,所设计PID控制系统可以有效地完成四旋翼飞行器的既定轨迹跟踪.最后通过实物飞行测试,验证了控制算法的有效性.

关键词：四旋翼、姿态控制、位置控制、轨迹跟踪

所属期刊栏目：20

分类号：V249.1(航空仪表、航空设备、飞行控制与导航)

资助基金：山西省自然科学基金;山西省应用基础研究计划

在线出版日期：2020-04-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：2489-2493