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朱训辉 宋彦国 王焕瑾.多旋翼无人机飞行控制自动调参技术[J].南京航空航天大学学报,2017,49(2):239-244
多旋翼无人机飞行控制自动调参技术
Research on Automatic Parameter Tuning Technology of Multi-rotor UAV Flight Control
  
DOI:10.16356/j.1005-2615.2017.02.014
中文关键词:  多旋翼无人机  飞行控制  粒子群算法  自动调参
英文关键词:multi-rotor UAV  flight control  particle swarm optimization  automatic parameter tuning
基金项目:
作者单位
朱训辉 宋彦国 王焕瑾 南京航空航大大学航空宇航学院南京210016 
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中文摘要:
      目前,多旋翼无人机控制器设计问题中存在着大量的依靠经验的调参工作。为了使调参简单而又可靠,本文基于控制器参数与控制系统性能响应存在的对应关系,提出了自动调参思想。在满足控制器各项性能指标的前提下,利用粒子群算法 ( Particle swarm optimization, PSO)提炼出优化目标和约束条件。对被控对象进行建模并搭建非线性模型。然后,利用工程实践方法估算出参数范围,并利用粒子群快速优化特点自动寻找在约束条件下符合性能指标的控制器参数。最后,通过Matlab/Simulink对模型进行仿真验证。仿真结果分析表明,PSD可快速准确地对飞行控制进行自动调参。
英文摘要:
      Aiming at the problem that parameter tuning is too much relying on the experience in control design of multi-rotor unmanned aerial vehicle(UAV) flight, an automatic parameter tuning is proposed based on the corresponding relationship between controller parameters and the performance response of the control system. Firstly, optimization goal and constraints are confirmed by particle swarm optimization (PSO) according to the performance requirements of the controller. Secondly, the nonlinear model of the controlled object is built. The parameter range is estimated by the practical engineering method. And then the controller parameters meeting the performance index are automatically found out based on the rapid optimization characteristic of PSO. Finally, the model is simulated and verified by Matlab/Simulink. Simulation results show that the PSO algorithm can automatically adjust the flight control parameters of multi rotor UAV controller quickly and accurately.
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