四旋翼无人机悬停飞行自适应PD控制器设计

提出一种基于模型参考的自适应PD控制器设计方法,用于质量可变的四旋翼无人机的悬停飞行控制。由无人机的动力学方程对悬停飞行时姿态角近似处理得出参考模型,根据参考模型选取一个与实际系统相似并且有期望动态特性的二阶系统。基于Lyapunov稳定性理论的方法,通过被控对象的输出与参考模型输出之间的误差确定控制器的参数,当被控对象参数发生变化时,自适应机构通过参数估计调整PD控制器的输出,使被控对象参数的估计值总能跟踪其实际值,并分别与常规的PD控制器和加入了限速补偿环节的PD控制器进行仿真实验对比。结果表明,该控制器的控制信号比常规的PD控制器超调量小;比加入了限速补偿环节的PD控制器调节速度快,稳定性更好。对于四旋翼无人机的悬停有更好的控制效果。

多传感器信息融合技术在无人机飞行状态估计中的应用研究

无人机在飞行过程中需要利用一系列的传感器对其当前的飞行状态进行估计,通常采用气压计测量其飞行高度,用GPS（全球定位系统）或北斗系统来定位其水平位置,用IMU （惯性测量单元）对其姿态进行估计.控制系统通过当前时刻的飞行状态来进行相应的控制,对无人机的姿态进行修正,以完成预定的飞行任务。

基于期望动态的无人机悬停飞行PD控制器设计

提出一种基于期望动态的PD控制器设计方法用于四旋翼无人机的悬停飞行控制.四旋翼无人机的动力学模型在悬停飞行时的线性模型可以简化为一个二重积分过程.在考虑传感器滞后或处理器延迟情况下,基于期望闭环动态特征方程对PD控制器进行参数整定,同时,对输入饱和引起响应超调的现象进行了仿真分析.仿真表明,所提出的PD控制方法对四旋翼无人机悬停飞行是有效的,其飞行动态响应具有满意性能.