无人机飞行pid控制及智能pid控制技术研究

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1、南京理工大学硕士学位论文无人机飞行PID控制及智能PID控制技术研究姓名：李玮申请学位级别：硕士专业：控制科学与工程指导教师：陈庆伟20040301硕士论文无人机飞行PID控制及智能PID控制技术研究V624106摘要工无人驾驶飞机(UAV)广泛的应用价值、尤其是在军事上的重要性已经得到国内外的高度重视，而无人机飞行控制系统是无人机能够安全、有效地完成复杂战术／战略使命的基本前提，因此迫切需要加强该领域的研究工作。本文主要利用常规PID控制和智能PID控制的理论来研究无人机1s行控制律的设计。首先，建立无人机对象模型。在前苏联体制下，建立无人机

2、六自由度十二_二阶非线性微分方程，并对模型进行线性化，得到无人机的纵向和侧向线性化方程。接着，介绍了所采用的常规PID和智能PID控制的思路和方法。以及如何将智能PID应用于无人机飞行控制律设计。然后，针对纵向控制系统，研究了其组成和控制方案，分别用常规PID和智能PID方法设计了纵向俯仰姿态保持、高度保持模态的控制律，并对两种控制方法的控制效果进行了对比。最后，针对横侧向控制系统，研究了其组成和控制方案，用常规PID控制方法分别设计了倾斜姿态保持／控制模态、航向保持／控制模态及协调转弯控制模态的控制律。大量的仿真结果表明，本文设计的无人机常规

3、PID控制律是有效的，设计的智能PTD控制律也显示出其优越性。关键词：无人机，常规PID，智能PlD，飞行控制，纵向控制，横侧向控制硕J=-论文无人机飞行PID控制及智能PID控制技术研究ABSTRACTAsgreatbenefitsaregotfromtheapplicationsofUAV(unmannedairvehicle)，especiallytheapplicationsinmilitaryfield，moreandmoreattentionispaidtothedevelopmentofUAVintheworld．Ibaccomp

4、lishthecomplicatedmissionssafelyandeffectively,theremustbeanadvancedflightcontrolsystem．ThereforetheresearchworkofUAV’sflightcontrolmustbeenhanced．ThethesisadaptstraditionalPIDcontrolandintelligentPIDcontroltheoriestostudythedesignofUAV’sflghtcontrollaw．Firstly,theUAV’smathm

5、odelisbuilt．Wegetnonlineardifferentialequationsin12first—order，whichissix—degrees—of-freedom(6一DOF)model．Secondly．thethesisintroducestheorisandmeansoftmditionalP1DandintelligentP1Dcontr01．And1studyhowtoadaptintelligentPIDcontroltoUAV’sflightcontr01．Thirdly,theconstituteandco

6、ntrolschemeofthelognitudinalcontrolsystemisstudied．Then，traditionalPIDcontrolandintelligentPIDcontrolisrespectivelyusedtodesignandsimulatethelawsofpitchingposeholdingmodeandhighholdingmode．Lastly,theconstitutemadcontrolschemeofthelateralcontrolsystemisstudied．TraditionalPIDc

7、ontrolisusedtodesignandsimulatethelawsofslopeposeholdingmode，courseposeholdingmodeandharmonyswervemode．ThesimulationresultsindicatethattheroutinePIDflightcontrollawswedesignareeffective，andtheintelligentPIDflightcontrollawsaremoreeffective．Keywords：UAV,TraditionalPID，Intelli

8、gentPID，FlightControl，LognitudinalControlLateralControlII硕士论文无人机飞行PID挣制及智能P