基于FHM的四旋翼飞行器悬停控制方法

基于FHM的四旋翼飞行器悬停控制方法

论文摘要

针对四旋翼飞行器运动的建模与悬停控制问题,提出一种基于模糊双曲正切模型(Fuzzy hyperbolic tangent model, FHM)的四旋翼飞行器悬停控制方法。首先,分别建立四旋翼飞行器运动的模糊双曲正切模型和神经网络模型。其次,根据反向传播(Back Propagation,BP)算法辨识神经网络模型参数,得到参数调解率公式。然后,在模糊双曲正切模型基础上设计一种最优控制器,得到四旋翼飞行器运动系统的控制率。最后通过数值仿真证明,模糊双曲正切模型精确描述了四旋翼飞行器的运动过程,很好地反映了运动规律。上述方法使系统控制偏差的稳定值小于0.1%,实现四旋翼飞行器的悬停控制,并且与模糊自整定PID方法相比,位置偏差的稳定值更小,系统的收敛速度更快。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 四旋翼飞行器运动系统建模
  •   2.1 建立四旋翼飞行器的动力学模型
  •   2.2 建立四旋翼飞行器运动的模糊双曲正切模型
  •   2.3 建立四旋翼飞行器运动的神经网络模型
  • 3 基于BP算法的神经网络参数辨识
  • 4 控制器设计
  •   4.1 基于FHM的最优控制器设计
  •   4.2 稳定性证明
  • 5 仿真结果与分析
  •   5.1 仿真条件
  •   5.2 数据采集
  •   5.3 神经网络参数辨识结果
  •   5.4 计算悬停运动系统的控制率
  •   5.5 悬停运动的仿真结果
  •     1)姿态角仿真结果
  •     2)速度仿真结果
  •     3)轨迹仿真结果
  •     4)与模糊自整定PID方法的对比
  • 6 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 陈侠,梁红利,尹立远

    关键词: 四旋翼飞行器,神经网络,最优控制

    来源: 计算机仿真 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 沈阳航空航天大学自动化学院

    基金: 国家自然科学基金项目(61074159),航空科学基金(2016ZC54011),辽宁省自然科学基金(2015020063)

    分类号: V249.1

    页码: 38-46+74

    总页数: 10

    文件大小: 4021K

    下载量: 106

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