周　智，周国鹏，吴　菲

(湖北科技学院，湖北　咸宁　437100)

四轴飞行器的增量式PID控制

周智，周国鹏，吴菲

(湖北科技学院，湖北咸宁437100)

摘要：主要讲述四轴飞行器原理以及控制系统设计，提出了增量式PID算法，着重介绍PID的概念和实现调试的方式。

关键词：四轴飞行器；飞行控制；增量式PID；算法

四轴飞行器是一种具有对称结构、利用四个旋翼作为飞行引擎来进行空中飞行的多旋翼直升机[1]。四轴飞行器有直升机的垂直升降的飞行性能，同时也大大降低了飞行器机械结构的设计难度，具有体积小、质量轻、结构简单、升力大且机动灵活等优势，在无人机领域得到了广泛的应用[2]。

在实际应用方面，四轴飞行器可以进入人不能进入的比较危险、恶劣的环境，比如在军事方面进行敌情侦查及监视，在民用方面，进行航拍、取景、测绘地图等飞行任务[3]。

随着技术的飞速进步，控制理论不断成熟，现在很多学者开始对四轴飞行器进行各种分析，对其建立数学模型，并由此提出了很多种控制算法，对四轴飞行器进行有效的控制，使其能够自主飞行控制。比如PID算法、模糊算法、模糊PID算法，但一般是采用PID控制算法对四轴飞行器进行控制，因其算法简单、鲁棒性好及可靠性高，更重要的是实现起来较容易，对硬件要求也比较低[4，5]。本文就四轴飞行器的PID控制算法进行讨论。

一、四轴飞行器控制系统设计

四轴飞行器有四个输入量，但有六个输出量，四个输入量是对 4 个无刷电机转速的改变，六个输出量是施加在飞行器上的 6 个自由度的力矩，通过改变这六个输出量来调节飞行姿态。……