小型航空飞行器的智能自主控制技术

【类型】学位论文

【作者】陈锋 

【关键词】 横侧向姿态控制,纵向姿态控制,模糊自适应PID控制,小型无人机,PID神经网络控制

【摘要】本文根据某小型实验无人机智能自主飞行及多机编队飞行的要求，主要研究了基于模糊自适应PID控制和基于PID型神经网络控制的无人机智能控制器的设计问题，并进行了大量的仿真验证。首先，建立了小型无人机的六自由度数学模型，并利用小扰动方法对模型中不确定参数进行线性化近似，得到了用于后续仿真的无人机的纵向、横侧向模型。接着，详细介绍了这两种智能控制器的基本思想和设计方法。然后，针对纵向和横侧向控制子系统，分别研究了其组成和控制方案， 并利用这两种控制方法设计了纵向俯仰角保持、高度保持控制律和滚转角保持、航向角保持控制律，并和传统PID控制器的仿真结果进行了比较。最后，本文简略介绍了无人机多机编队飞行的要求和控制系统组织结构。并结合多机编队飞行要求，对本文所设计的单架无人机的智能控制器进行了仿真验证。大量仿真结果表明，本文所设计的模糊自适应PID控制器、PID型神经网络控制器较传统的PID控制器具有更好的控制性能，其响应快，超调小，精度高，可满足自主飞行及编队飞行的要求。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】秦世引

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