苏ICP备112451047180号-6
摘要：根据无人机自主飞行控制问题，设计了无人机控制系统。介绍了无人机系统的结构和基本功能的检测，并根据无人机飞行控制的特点，设计了可改善地PID控制器，仿真结果表明该控制方法提高了动态C无人机特性和稳态精度。最后，经过合理的飞行试验，系统设计概念能满足无人机飞行控制的要求。
关键词无人机；飞行控制；PID控制
简介
随着航空技术的发展，无人机在军用和民用领域得到了广泛的应用。在对成本和安全敏感的应用领域，如无人机侦察、监视监测点，在网络联络方面，无人机具有明显优势[ 1 ]。满足无人机飞行控制系统的特殊要求，保证无人机能够更好地适应复杂环境和在传统的模糊控制方法的基础上，设计了模糊控制器，并对其进行了修正系数的优化和参数的优化设计。与一般的模糊控制控制器具有控制速度快、精度高、鲁棒性强等特点，更能适应无人机的特殊要求。仿真结果表明，所设计的控制器可以在实现自我调节、自我完善的模糊控制规则，并能消除误差，具有良好的控制效果。
二。控制系统的整体设计
为了实现无人机自主飞行，机载控制系统必须完成飞行数据的采集和发送，数据采集和发送，解决飞行姿态，转向齿轮与发动机的控制，以及轨迹跟踪的任务[ 2 ]，因为系统需要控制器来完成更多的数据处理任务，还需要接触控制器和外围硬件设备通讯，控制器需要有强大的数据处理能力和丰富的外围，interfaces.tms320f2812是一个32位定点DSP，该装置具有精度高，低成本、低功耗、高性能、高集成的外围设备、数据和处理大存储，不仅具有数字信号处理能力，而且具有仲量联行的事件管理能力和嵌入式控制功能，特别适用于测量和控制大量的数据处理领域，具有丰富的内部和外部设置资源，使其与外设通信方便[ 3 ]，实现无人机控制系统设计以2812为核心，增加外围设备。
控制系统的总体框图如图1所示：外围接口包括三路RS232串口，分别进行GPS接收机、数字收音机、垂直G陀螺；4路PWM信号输出通道通过驱动电路控制舵和发动机；1路外部中断信号捕获接收机接收地面控制指令状态切换。一站是由计算机、数字广播、远程发射机组成的数字机结构。
系统的功能是收集和高度传感器、空速传感器数据处理、垂直陀螺和GPS，得到飞机的飞行状态和航向，并从数字STA发送数据地面监测。处理器通过对采集到的数据的处理和解决，得到了飞机的飞行姿态和航向信息，并通过控制算法得到相应的控制变速齿轮和发动机控制参数。
无人机控制器的设计与实现由于无人机的动态对象是复杂的、非线性的，其自身的动态特性随飞行高度、速度和飞行的变化而变化，状态的变化也有很大的差异。飞行的电子环境也有很大的不确定性；传统的PID控制很难达到理想的控制效果。当被控对象含有不确定度和难以使用时传统的非线性控制理论在处理更有效，模糊控制提出了一个相对容易的非线性控制器设计方法。本文结合改进的模糊合作控制与常规PID控制方法进行PID参数的调整自己，并设计了模糊PID自整定控制器。以无人机俯仰姿态电路为研究本文介绍了控制器的设计方法。
模糊控制器的控制规则是其核心部分，它决定了模糊控制器的有效性。根据无人机系统的特殊要求，提出了一些提高与传统的模糊控制器，采用模糊控制系统的校正因子和参数优化，使模糊控制规则，实现自我调整，自我完善等，尽快消除错误。其部门负责人设计图如图所示：
输入信号的量化
通过误差的信息和误差差分电子商务的信息，调整修正因子的变化，实现模糊控制规则在线柔性调整直接表示的加权的总和。你可以基于确认的在线调整。在一般情况下，设定采样周期T系统是=0.05s，使模糊控制量的量化因子的在线优化每20个周期。该方法不仅保证了系统输出响应速度快，凝结时间短，超调量小，控制精度高，而且具有适应系统内部参数变化和研究能力较强存在外部干扰。
模糊输入域的在线自适应调整。
研究表明，模糊控制系统从过渡状态到稳定状态，每一个不同的状态和变化都需要不同的控制功能，而取决于输入变量和其相应的模糊函数。
根据模糊输入变量的大小，通过调整correspondingmembership功能，改变rangeoffuzzy变量域，从而达到选择最佳的控制功能，使系统具有最优的控制质量，改进的模糊控制方法可以消除信息量化误差在模糊的性能损失，同时，它能够自适应模糊控制系统的增益，使系统具有较强的自适应能力。因此，误差可以尽快稳定到零。
模糊推理和模糊的解决方案
模糊推理综合法：U ∗ = ( A∗ ) R
R = R1 ∪ R2 ∪ R3 ∪ R47 ∪ R48 ∪ R49
蕴含关系采用Mamdani算法，和合成算法采用德国公司。模糊子集输出K P，KI，KD分别可以得出结论。
模糊推理的隶属度模糊子集是一个不规则的形状，得到准确的输出，必须优先处理，在这里选择最大隶属度平均米法优先因此，输出到模糊控制器，KI，KD。
参数的调节方程为：
| K p | = KP0 + | K p | ||||||
| = Ki0 + | ||||||||
| Ki | Ki | (3) | ||||||
| = Kd0 + | Kd | |||||||
| Kd | ||||||||
控制器系统仿真
在设计模糊控制器，采用模糊控制的MATLAB提供的工具箱，可以很容易地设计模糊控制器，包括模糊输入量和输出量，设定距离输入根据第四个因素，设计了模糊控制规则、模糊控制规则、模糊推理方法、模糊推理方法、模糊推理方法、模糊控制规则等。二阶静态发送系统。
该控制器的模拟结果如图所示，在图中，字符串是传统的模糊PID控制器的系统阶跃响应曲线，虚线是阶跃响应曲线改进的模糊控制器，根据仿真结果，传统的模糊控制系统的过渡时间是长的，系统的控制质量较差，但改进后的模糊控制的输出量比较快，过渡时间为
短，过渡平稳，系统超调量小，表明改进后的模糊控制能更好地满足控制要求，优于传统的模糊控制。
结论
本文对无人机机载无人机控制系统的总体设计，系统集成了GPS接收机、垂直陀螺仪、高度传感器、传感器、数字收音机模块的空速，并在依赖导航与控制，并根据非线性控制小型无人机特点改进和设计模糊PID控制器，并通过仿真，得到仿真结果TS的PID控制器和模糊控制器的对比仿真结果表明，这种模糊PID控制器的设计具有高速度、高精度和控制效果，CT明显优于传统的模糊PID控制器。许多飞行试验后，结果表明，该系统可以实现数据采集、数据处理、姿态控制、轨道T架等系统设计合理，适用于无人机的使用。