石征锦 宫政伟 赵方昕 马晓爽

1.沈阳理工大学自动化与电气工程学院， 沈阳110159 2.沈阳安瑞信科技有限公司， 沈阳110159 3.沈阳理工大学信息科学与工程学院， 沈阳110159

共轴双旋翼飞行器建模及纵向姿态控制优化*

石征锦1宫政伟2赵方昕3马晓爽1

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基于共轴双旋翼飞行器六自由度模型及其自身结构特点，建立了相关的动力学模型，并以该飞行器的纵向姿态控制为例，提出了一种带自动修正因子的Fuzzy-PID自适应优化方法。利用Matlab/Simulink搭建了共轴双旋翼飞行器纵向姿态控制系统模型并进行仿真，与传统PID控制和常规Fuzzy-PID控制进行了对比。实验仿真结果表明，该控制方法能够改善系统的静动态特性，具有较好的自适应能力。 关键词 共轴双旋翼飞行器；六自由度模型；模糊控制；修正因子；PID

多年来，无人机自主飞行控制一直是航空领域的研究热点。共轴双旋翼飞行器与其它固定翼飞行器相比，无需尾翼，结构紧凑，利用上下共轴反转的2组旋翼来平衡扭矩，在狭小的空间实现垂直起降、多方向飞行及悬停等方面具有很大优势。因此在军事和民用领域都有着广泛的应用价值。一般的无人机姿态控制系统分别对其纵向、横侧向和航向三个通道进行协调控制。其中，纵向通道控制设计最为关键复杂，其控制率的优劣会影响无人机的各项飞行性能。文献[1]采用了一种局域RBF神经网络与PID控制相结合的方法对飞行系统进行动态调参，改善了控制效果，但RBF控制器网络的隐含层节点个数和参数难以确定。……