基于油电混动六旋翼无人机的模糊PID飞行控制策略研究

针对油电混动六旋翼无人机飞行因燃油消耗而产生变载荷,进而导致飞行姿态响应迟钝的现象,设计出结合能量管理的模糊PID(proportion integration differentiation,PID)飞行控制策略。首先,以最大需求功率为2.0 kW、质量为18 kg的油电混动六旋翼无人机为研究对象,建立MATLAB/Simulink模型;其次,利用模糊算法对变载荷的质量和转动惯量进行模糊化-隶属度函数-规则库-反模糊化处理,实时调整PID值,解决姿态响应迟钝的问题;最后,设计阶梯和巡航工况,观测无人机的姿态响应情况。结果表明:燃油消耗会在姿态变动时,对位置偏移产生不利影响;与普通PID相比,提出的飞行控制策略会实时修正不同载荷下的PID参数,当飞行状况改变时,位置峰值偏移量为6 m,稳定性能良好;同时,在偏移修正方面,模糊PID可在20 s内对偏移量进行修正,并且能持续保持现有姿态,表明模糊PID飞行控制策略具有优异的跟随性能。