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多转子PD控制器直接和LQR调谐的GA和PSO方法的比较。 (英语) Zbl 1427.70060号

小结:本文研究了无人机原型飞行控制稳定性调谐的不同方法。建立了多旋翼飞机的数学模型,并用刚体的牛顿-埃勒方程描述了其动力学系统。所提出的用于稳定多旋翼悬停构型周围的高度和姿态的控制器系统基于比例微分(PD)调节器,该调节器通过粒子群优化(PSO)和遗传算法(GA)等优化技术进行调节,或者对于线性化系统,通过线性二次调节器(LQR)。在这种情况下,应用粒子群优化算法和遗传算法来设置LQR方案的条目。控制飞行仿真结果已根据控制动作所做的功的最小化进行了比较。仿真结果表明,所有方法都能使无人机沿重力加速度方向的位置误差为零,阻止无人机绕体轴线的旋转,稳定多旋翼。直接对PD参数进行PSO整定(PD-PSO),在误差、性能和收敛速度方面显示出更好的结果。

MSC公司:

2005年第70季度 机械系统的控制
68T05型 人工智能中的学习和自适应系统
93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Y.M.Al-Younes,四旋翼飞行器的线性与非线性控制技术,机电一体化及其应用(ISMA),1(2010)
[2] K.H.Ang,PID控制系统分析、设计和技术,IEEE控制系统技术汇刊,13,559(2005)
[3] V.Artale,遗传算法在六旋翼稳定控制中的应用,AIP会议记录,1648(2015)
[4] R.Aruneshwaran,用于执行非线性机动的风管无人机的神经自适应战斗控制器,IEEE安全与防御应用计算智能研讨会(CISDA),51(2013)
[5] S.Bouabdallah,室内微型四电机的设计与控制,IEEE机器人与自动化国际会议论文集,54939(2004)
[6] S.Bouabdallah,室内微型四驱的PID与LQ控制技术,IEEE智能机器人与系统IROS国际会议论文集,2451(2004)
[7] H.Boubertakh,用于四旋翼稳定的基于PSO的PID控制设计,系统与控制(ICSC),514(2013)
[8] P.Castillo,《四旋翼微型旋翼机的稳定性》,《控制系统》,25,45(2005)·Zbl 1395.93475号 ·doi:10.1109/MCS.2005.1550152
[9] F.G.Castellanos,《有界姿态稳定:四旋翼微型直升机的实时应用》,第17届世界大会论文集,国际自动控制联合会,3167(2008)
[10] H.Chen,带切线-plus-lyapunov矢量场制导和避障的无人机路径规划,IEEE航空航天和电子系统汇刊,49,840(2013)
[11] M.Cutler,《敏捷四驱固定和可变螺距执行器的比较》,AIAA指南会议,2011年(2011年)
[12] M.Cutler,可变行程四驱的执行机构约束轨迹生成和控制,AIAA指南,2012(2012)
[13] M.A.Duarte-Mermoud,动力系统质量响应性能指数,ISA Transactions,43,133(2004)
[14] G.A.Garcia,固定翼无人机导航、制导和控制的非线性模型预测控制器,AIAA制导(2011)
[15] D.Greer,城市搜索和救援行动中的机器人,澳大利亚机器人与自动化会议论文集,25(2002)
[16] J.M.Herrero,非线性过程模型的遗传算法优化PID调节,IFAC第15届三年期世界大会(2002)
[17] H.A.Ismail,IWO在机器人体操运动员LQR控制器设计中的应用,SAI智能系统会议(IntelliSys)。IEEE,274(2015)
[18] R.A.Krohling,使用遗传算法设计最优扰动抑制PID控制器,进化计算,5,78(2001)
[19] A.A.Mian,六自由度四旋翼直升机的建模和基于反推的非线性控制策略,中国航空杂志,21,261(2008)
[20] A.Moharam,使用混合差分进化和粒子群优化设计具有老化领导者和挑战者的最优PID控制器,应用软件计算,38,727(2016)
[21] S.Nesmachnow,《元启发式概述:精确有效的优化方法》,《国际元启发式杂志》,3320(2014)
[22] D.Nodland,无人直升机的神经优化控制,国防建模与仿真杂志:应用,11,5(2014)
[23] T.Pencheva,使用广义网对遗传算法中的随机通用抽样选择算子建模,第十届广义网国际研讨会论文集,1(2009)
[24] G.J.J.Ruijgrok,《飞机性能要素》,代尔夫特大学出版社(1990)
[25] A.L.S.Salih,无人机四旋翼飞行PID控制器设计,科学研究与论文,53660(2010)
[26] R.F.Stengel,《飞行动力学》,普林斯顿大学出版社(2004)
[27] R.Umarani,粒子群优化进化、概述和应用,《国际工程科学与技术杂志》,22802(2010)
[28] S.Wang,用于小型无人机纵向通道控制的RBF神经网络PID控制算法研究,控制与自动化(ICCA),1824(2013)
[29] 谢振中,基于非线性动态反演的无人机鲁棒轨迹跟踪方法,IEEE第五届控制论与智能系统国际会议,93(2011)
[30] R.Zhang,四旋翼飞机在一类时变干扰下的姿态控制,IET控制理论与应用,5,1140(2011)·doi:10.1049/iet-cta.2010.0273
[31] J.G.Ziegler,自动控制器的最佳设置,《动态系统杂志》,115,220(1993)
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