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题名基于PID和LQR的四旋翼无人机控制系统研究
被引量：13
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作者
马敏
许中冲
常辰飞
薛倩
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机构
中国民航大学航空自动化学院
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出处
《测控技术》
CSCD
2016年第10期42-45,50,共5页
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基金
中央高校基本科研业务费中国民航大学专项(3122013C007)
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文摘
为提高四旋翼无人机的飞行稳定性、无人飞行器控制系统的鲁棒性和控制精度,以建立的四旋翼无人机飞行控制系统模型为基础,采用现代控制理论与传统控制论相结合的方法,针对姿态角速率、姿态角分别设计内环LQR(线性二次型调节器)控制器,及外环PID控制的双回路闭环控制器。充分利用PID控制器易于掌握且对模型要求精度低、LQR控制器能改善内回路的动态特性和稳态性能的特点,完成四旋翼无人机的飞行控制。通过实验遴选该双闭环控制器相关参数并进行优化,实验结果表明所设计的双回路控制器控制性能指标良好。
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关键词
四旋翼无人机
姿态控制
PID控制
LQR控制
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Keywords
four-rotor unmanned aerial vehicle
attitude control
PID control
LQR control
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分类号
TP273
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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题名低成本无人机姿态解算研究
被引量：4
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作者
马敏
许中冲
常辰飞
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机构
中国民航大学航空自动化学院
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出处
《计算机测量与控制》
2016年第6期161-163,167,共4页
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基金
天津市应用基础与前沿技术研究计划(13JCYBJC39000)
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文摘
针对小型四旋翼无人机姿态解算数据精度低、缺少余度控制、易发散等问题,提出一种基于GPS、三轴陀螺仪加速度计、三轴磁力计的随机加权自适应滤波算法估计无人机姿态;建立四旋翼无人机姿态旋转矩阵,搭建加速度计和磁力计获取无人机姿态信息的模型,以及采用四元数解算法的陀螺仪定姿解算模型;采用随机加权自适应估计法,依据多元函数求极值定理,在保证总体均方差最小的情况下导出最优随机加权因子,进而解算出姿态角信息,提高四旋翼无人机姿态解算滤波精度与稳定性;仿真与试验结果表明:随机加权自适应滤波与平均值滤波算法相比解算精度更高,输出结果更平稳,且无人机各项预期功能均能正常实现,能够满足四旋翼无人机自主飞行的需要。
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关键词
姿态解算
多传感器数据融合
随机加权
无人机
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Keywords
attitude algorithm
multi-sensor data fusion
random weighted
UAV
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分类号
TP274
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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