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《南京理工大学》 2004年
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无人机飞行PID控制及智能PID控制技术研究

李玮  
【摘要】:无人驾驶飞机(UAV)广泛的应用价值、尤其是在军事上的重要性已经得到国内外的高度重视,而无人机飞行控制系统是无人机能够安全、有效地完成复杂战术/战略使命的基本前提,因此迫切需要加强该领域的研究工作。 本文主要利用常规PID控制和智能PID控制的理论来研究无人机飞行控制律的设计。 首先,建立无人机对象模型。在前苏联体制下,建立无人机六自由度十二阶非线性微分方程,并对模型进行线性化,得到无人机的纵向和侧向线性化方程。 接着,介绍了所采用的常规PID和智能PID控制的思路和方法,以及如何将智能PID应用于无人机飞行控制律设计。 然后,针对纵向控制系统,研究了其组成和控制方案,分别用常规PID和智能PID方法设计了纵向俯仰姿态保持、高度保持模态的控制律,并对两种控制方法的控制效果进行了对比。 最后,针对横侧向控制系统,研究了其组成和控制方案,用常规PID控制方法分别设计了倾斜姿态保持/控制模态、航向保持/控制模态及协调转弯控制模态的控制律。 大量的仿真结果表明,本文设计的无人机常规PID控制律是有效的,设计的智能PID控制律也显示出其优越性。
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