基于改進(jìn)PID算法橫列式雙旋翼無人機(jī)系統(tǒng)

陳文娟,潘乾曜,蘇世達(dá),宋瑛麒,曹佳音,徐志杰,王玉斗

(中國(guó)石油大學(xué)(華東) 理學(xué)院,山東 青島 266580)

旋翼無人機(jī)是目前人工智能領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。目前市面上常見的多旋翼無人機(jī)旋翼固定,無法實(shí)現(xiàn)推力矢量的控制。隨著無人機(jī)飛行任務(wù)的復(fù)雜化,對(duì)于無人機(jī)機(jī)動(dòng)性以及續(xù)航能力的要求日益提升。橫列式雙旋翼無人機(jī)作為一種新型無人機(jī)機(jī)型,其兩組旋翼左右對(duì)稱,彼此螺旋槳轉(zhuǎn)向相反,旋翼扭矩力可以相互抵消,具有較強(qiáng)的控制靈活性與續(xù)航能力[1],能夠彌補(bǔ)固定旋翼無人機(jī)機(jī)動(dòng)性能上的不足。

國(guó)內(nèi)外近些年針對(duì)橫列式雙旋翼無人機(jī)的研究也取得了許多進(jìn)展,2012年美國(guó)麻省理工學(xué)院Markus Ryll團(tuán)隊(duì)最早提出傾轉(zhuǎn)旋翼這一設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)[2],其主要研究的方向?yàn)樵撔滦酮?dú)立可傾轉(zhuǎn)四旋翼無人機(jī)在螺旋槳傾轉(zhuǎn)方向可控之后對(duì)無人機(jī)六個(gè)自由度的完全驅(qū)動(dòng)[3];Fernandes團(tuán)隊(duì)提出一種在同軸的兩個(gè)旋翼上增加2自由度傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),另兩個(gè)電機(jī)保持固定的傾轉(zhuǎn)旋翼無人機(jī)方案[4];國(guó)內(nèi)杜玉虎團(tuán)隊(duì)研制了一種傾轉(zhuǎn)旋翼與固定翼結(jié)合的小型無人機(jī)[5];楊立本研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)橫列式雙旋翼無人機(jī)開發(fā)了ADRC姿態(tài)控制算法,增強(qiáng)了其抗干擾性[6];馬逸君、戰(zhàn)強(qiáng)團(tuán)隊(duì)完成了一種新型橫列雙旋翼無人機(jī)的設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了仿真運(yùn)行[7]。

根據(jù)上述調(diào)研,相關(guān)研究均沒有考慮傳感器測(cè)量誤差對(duì)于橫列式雙旋翼無人機(jī)控制精度的影響,且目前所使用的傳統(tǒng)PID算法無法消除三軸加速度計(jì)測(cè)量誤差[8]?！?br>