四旋翼无人机机身是由对称的十字形刚体结构构成,材料多采用质量轻、强度高的碳素纤维;在十字形结构的四个端点分别安装一个由两片桨叶组成的旋翼为飞行器提供飞行动力,每个旋翼均安装在一个电机转子上,通过控制电机的转动状态控制每个旋翼的转速,来提供不同的升力以实现各种姿态;每个电机均又与电机驱动部件、中央控制单...
传统的飞行控制方法(如PID控制、滑模控制、自适应控制、反步控制、H∞控制等)的研究有很多:文献[2]针对四旋翼无人机的系统特性,将PID控制和模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)方法相结合,设计了以误差为切换条件的MPC-PID复合控制器;文献[3]针对外部干扰,基于Lyapunov函数理论,提出了改进滑模控制算法,以提高...
控制人员通过遥控器的方向杆,控制电机转动方向和转速,从而改变旋翼的扭矩和施力方向,实现无人机的不同行动方向。 3、横滚控制 横滚控制是控制四旋翼无人机左右偏移的关键。控制人员通过遥控器的左右横滚杆,控制电机转速的大小和方向,从而通过变化的配平创造差速受力,实现无人机左右偏移的控制。 4...
为了解决四旋翼无人机偏航问题,我们可以采取以下几种控制方法: 1.姿态控制 为了保持正常的运行状态,四旋翼无人机需要实现姿态控制。在飞行过程中,姿态控制可以帮助无人机自动调整其姿态。例如,采用PID控制器可以使四旋翼无人机能够根据既定的目标保持稳定。 2.电机反转 在四个电机产生的力量不均匀...
三、四旋翼无人机的控制方法 1.经典PID控制方法 PID控制器是一种经典的控制器,其输出信号取决于误差信号(当前值与目标值之间的差异)、偏差信号(当前误差与前一次误差的差额)和积分信号(误差信号的总和)等。经过连续地调节PID控制器的参数,可以实现四旋翼无人机的稳定控制。 2.自适应控制方法 自适应控制方法能够根...
在飞行过程中,四旋翼可以通过调节四个螺旋桨的转速直接控制其姿态角和飞行高度,而飞行器的水平位置只能通过姿态角与水平位置的耦合关系来间接控制。飞行器,因此很难实现四旋翼无人机的三个方向的位置控制。另外,由于四旋翼无人机体积小、重量轻,飞行过程中空气阻力和阻力对其影响很大。因此,在设计飞控时需要考虑时变...
该方法首先利用变异、交叉、选择等操作调整PID参数,得出最优的个体,然后引入定向搜索策略,在下次变异操作前,根据上次适应度值比较的结果,决定变异的方向,提高算法的精确度。将改进差分进化算法应用于四旋翼无人机仿真模型,其中串级PID控制器的参数作为差分进化种群进行迭代寻优。本发明对比粒子群算法和传统差分进化算法,...
通过构造李雅普诺夫函数,设计姿态控制器,避免过大的超调,减少到达时间。并且自适应方法可以处理系统的输入死区,使控制信号及时对被控量做出相应的控制,从而改善四旋翼飞行器系统的动态响应性能。本发明的四旋翼无人机姿态控制方法可以使姿态控制信号及时对姿态角做出相应的控制,从而改善四旋翼无人机姿态系统的控制。 (...
建立四旋翼无人机的动力学模型,计算俯仰角与横滚角的目标跟踪值;基于步骤1建立的动力学模型,设计跟踪误差性能函数,实现预定性能,并对跟踪误差进行转换;设计固定时间扩张状态观测器,并计算固定时间TFxTESO;基于步骤2的跟踪误差性能函数,和步骤3的固定时间扩张状态观测器,设计固定时间非奇异终端滑模控制器,并计算固定时间...
其次针对四旋翼无人机的动力学模型,将四旋翼无人机系统分解成六个子系统,并表示成满足严格反馈的形式,利用 Backstepping 方法,从低阶到高阶,依次构造 Lyapunov 函数和虚拟控制变量,使低阶系统满足 Lyapunov 稳定性理论,最终得到实际的控制率。 然后通过分析四旋翼无人机姿态控制和位置控制的特点,对 Backstepping 控制...