Changchun Institute of Optics,Fine Mechanics and Physics,CAS
| 四旋翼无人机的偏航抗饱和与多模式PID控制 | |
| 彭程; 白越; 乔冠宇; 宫勋; 田彦涛 | |
| 2015-07-15 | |
| 发表期刊 | 机器人
 |
| 期号 | 04页码:415-423 |
| 摘要 | 四旋翼无人机偏航运动能力比俯仰、滚转运动能力弱,因此在偏航运动上更容易出现执行器饱和.特别在外界干扰下,偏航常常出现饱和现象,对此从实际工程出发提出了一种多模式PID(MMPID)控制器,抑制偏航饱和,并保证在外界干扰情况下具有较好的偏航控制性能.首先,根据四旋翼无人机的动力学模型,设计了基于MMPID的偏航控制器.MMPID算法具有多模式特性,在满足一定条件时采取退饱和控制策略.其次,利用李亚普诺夫稳定理论证明了基于MMPID的偏航控制系统的稳定性.最后,通过四旋翼无人机偏航仿真实验比较了MMPID与变结构PID算法的抗饱和性能与偏航控制性能,结果表明MMPID算法具有明显的控制性能优越性.并且,通过四旋翼原型机实验验证了MMPID偏航控制器的有效性和鲁棒性.实验结果表明:在室内无干扰情况下,基于MMPID的偏航系统基本无执行器饱和现象,最终偏航角误差收敛到±0.05 rad;在室内加入干扰情况下,执行器退出饱和时间约10 s,偏航角误差收敛到±0.08 rad;在室外,偏航退饱和时间约5 s,偏航误差收敛到±0.13 rad.MMPID控制器有效地抑制了四旋翼无人机偏航运动上的执行器饱和,并可实现准确的偏航姿态控制和强鲁棒性. |
| 关键词 | 四旋翼无人机 偏航运动 执行器饱和 抗饱和 多模式pid(Mmpid) |
| 文献类型 | 期刊论文 |
| 条目标识符 | http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/54093 |
| 专题 | 中科院长春光机所知识产出 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 彭程,白越,乔冠宇,等. 四旋翼无人机的偏航抗饱和与多模式PID控制[J]. 机器人,2015(04):415-423. |
| APA | 彭程,白越,乔冠宇,宫勋,&田彦涛.(2015).四旋翼无人机的偏航抗饱和与多模式PID控制.机器人(04),415-423. |
| MLA | 彭程,et al."四旋翼无人机的偏航抗饱和与多模式PID控制".机器人 .04(2015):415-423. |
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| 文件名称/大小 | 文献类型 | 版本类型 | 开放类型 | 使用许可 | ||
| 四旋翼无人机的偏航抗饱和与多模式PID控（604KB） | 期刊论文 | 作者接受稿 | 开放获取 | CC BY-NC-SA | 浏览 下载 | |
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