张爱华，　倪建飞

(渤海大学 工学院, 辽宁 锦州， 121013)



基于模糊自适应PID的单轴转台控制系统

张爱华，倪建飞

(渤海大学 工学院, 辽宁 锦州， 121013)

为了补偿四旋翼无人机中微机械系统(Micro Electro Mechanical System, MEMS)陀螺仪的漂移误差,提高无人机控制的精度,设计了一种无人机MEMS陀螺仪校准单轴转台系统。由于单轴转台控制系统中存在不同程度的非线性和时变性,所以导致无法得出转台精确的数学模型,以致传统PID控制无法达到理想的控制效果。针对这一问题,提出了模糊控制和PID控制相结合的方法,即模糊自适应PID控制。该控制系统通过模糊规则对PID控制的参数进行在线整定,能够根据实际情况实时在线完成PID控制的参数调整,以保证实现单轴转台的控制精度及快速时间响应能力。实验采用传统PID控制策略与文中所提模糊自适应PID控制策略进行仿真对比,结果表明:模糊自适应PID控制的转台系统超调量小、响应速度快、鲁棒性好,具有控制灵活和适应性强的优势。

模糊控制; 自适应; PID控制; 单轴转台

0　引　言

四旋翼无人机体积小、质量轻、隐蔽性好、能够灵活垂直起降、飞行高度低、结构简单、操作灵活和成本低,现已成为一个新的研究热点[1]。近年来,四旋翼无人机应用的快速发展,对其姿态测量和控制系统提出了更高的要求。

精准的姿态控制是无人机完成位置控制和飞行任务的前提[2]。无人机姿态控制的主要元件之一就是MEMS陀螺仪。陀螺仪可以提供准确的方位、水平、位置、速度和加速度等信号,使用这些信号来控制飞行器的航行[3]。……