无人机转角偏移优化测量方法研究与仿真

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1、第33卷第04期计算机仿真2016年4月文章编号：1006—9348(2016)04—0140—04无人机转角偏移优化测量方法研究与仿真周华‘，杨帆1，吴耀宇2(1．中州大学信息工程学院，河南郑州450044；2．中州大学机电与汽车工程学院，河南郑州450044)摘要：针对在高空无人机转角偏移测量过程中。由于不能得到稳定的转角控制计算参数，使得算法中的进化步骤过于随机、全局收敛速度慢，导致无人机转角偏移测量的有效性差、准确性低的问题，提出采用改进遗传算法的无人机转角偏移测量方法。引入梯度算子对遗传算法进行改进，利用遗传算法的全局搜索性保证算法的全局收敛，并根

2、据无人机飞行控制软件中对于转角偏移信号测量的数学模型设计了优化函数。通过无人机实测数据对算法进行了验证，实验结果表明，改进遗传算法对于无人机转角偏移测量的有效性和快速收敛性。关键词：高空无人机；改进遗传算法；转角传感器中图分类号：THl28文献标识码：BSimulationandResearchonOptimizationMeasurementMethodforRotationAngleMigrationofUnmannedAerialVehicleZHOUHual，YANGFanl．WUYao—vu2(1．TheSchoolofInformationEng

3、ineering，ZhongzhouUniversity，ZhengzhouHenan450044，China；2．TheSchoolofMechanicalandElectricalEngineeringandVehicleEngineering，ZhongzhouUniversity，ZhengzhouHenan450044，China)ABSTRACT：Intheprocessofmeasuringanglemigrationofunmannedaerialvehicle(UAV)，theevolutionstepsareexcessiverandom

4、andconvergencerateisslow．Thepaperproposedameasurementmethodforrotationanglemigra—tionofUAVbasedonmodifiedgeneticalgorithm．Weintroducedagradientoperatortomodifythegeneticalgorithm，andusedtheglobalsearchcapabilityofgeneticalgorithmtoguaranteetheglobalconvergence．Anoptimizationfunc—ti

5、onWasdesignedforthemodelofmeasurementforrotationanglemigrationaccordingtothemathematicalmodelofUAVflightcontrolsoftware．Theexperimentaldataprovedtheeffectivenessofthealgorithm．Theexperimentalresultsshowthatthemodifiedalgorithmcanimprovethepropertyofeffectivenessandconvergencespeeda

6、pparently．KEYWORDS：Unmannedaerialvehicle(uav)；Improvedgeneticalgorithm；Anglesensorl引言无人飞行器的设计开发是现今各个国家的重要研究课题，高空无人机自身具备自主飞行、智能调节飞行战略、自助障碍审查、自动调换飞行姿势等性能，在强化境况顺应技能以及自主探测目标能力的基础上，可以达成包含军事、气象、农业、通讯、地质、交通等范围的必定工作。无人机通常由机身、姿势限制、导航限制、任务限制和起降系统等构成。无人机在高空飞行中需要保持机翼水平，如果出现些许的方向偏基金项目：河南省重点科技攻关

7、项目(152102210017)收稿日期：2015—07—15修回日期：2015—08—20—140一移，就会影响无人机的飞行姿态。无人机的飞行控制系统会自动测量并记录各个控制舵面的偏移角度，通过补偿、调整各个舵面的转角偏移量，然后调整连杆，可以使得舵机在中立位置的时候，舵面保持正确的偏移角度。无人机转角偏移量的非线性与各状态下高度耦合性使得无法用传统算法对其求解‘1。J。遗传算法是解决非线性问题的常用方法，但也有进化方向过于随机，收敛速度较慢的缺点。针对上述出现的问题，本文在测量无人机转角偏移量的问题上应用改进的遗传算法进行求解，引入梯度算子为遗传算法实现

8、急迅约束，同步使用遗传算法的交错变异进程跳出部分极小