四轴飞行器改进型串级姿态控制算法仿真研究

摘要

针对四轴飞行器PID姿态控制算法存在的“理想微分高增益”和“偏差微分”问题,采用“不完全微分”和“微分先行”方法加以改进,并在此基础上设计改进型串级姿态控制算法.从线运动和角运动两方面分析建立飞行器动力学模型,利用Matlab/Simulink构建其仿真模型并进行姿态稳定控制、高度跟踪控制和姿态抗干扰仿真对比实验.结果 表明:改进型串级控制算法效果提升明显,其中,姿态稳定控制各子系统收敛时间比串级快0.7s以上且无超调;高度跟踪控制可有效抑制给定值快速变化引起的冲击,实现快速无超调高度跟踪;高频噪声干扰下姿态控制误差保持在±5％范围内.