小型无人机发动机控制器的研究与设计

针对小型无人直升机上汽油发动机的恒定转速控制问题,对具有比例+积分+微分形式滑模面的滑动模态变结构控制算法(滑模PID)进行研究。采用Ziegler-Nicolas参数整定法预先估计经典PID控制的参数,利用MATLAB的Simulink平台,根据闭环阶跃响应完成PID参数的整定。根据汽油发动机的数学模型和所采用的趋近律,推导滑模PID控制律的形式;通过采用多个切换函数的办法,解决发动机转速无差控制与滑动模态变结构控制(滑模控制)之间存在的矛盾问题;参考整定好的经典PID控制参数,在仿真实验中使用探试法完成滑模PID控制器的设计。与经典PID的仿真对比结果表明,滑模PID控制律能更及时地做出所需调整,使系统具有更好的动态跟踪性能和抗干扰能力。