基于模糊PID控制倾转旋翼飞行器载重分析

骆博 张舒瑜

摘 要：倾转旋翼飞行器共有三个飞行模式，分别是直升机飞行模式、过渡飞行模式和固定翼飞行模式，本文主要是研究直升机飞行模式。国内目前研究直升机飞行模式，主要是针对其垂直起降阶段利用经典PID控制进行控制系统设计。

直升机模式的主要优点是悬停载重，这是固定翼机不具备的。目前国内多采用经典PID作为直升机模式控制方法，而经典PID控制具有固有缺陷导致控制系统鲁棒性不强，悬停载重需要系统的抗干扰能力，所以对传统控制系统采取新的控制方法尤为必要。

关键词：倾转旋翼飞行器；模糊自整定PID控制；控制系统设计

倾转旋翼机是一种同时具备直升机和固定翼机优点的新型飞行器。从性能上看，它可以像直升机一样不依赖地形垂直起降，同时它也可以拥有固定翼飞行器的高航速。从结构上看，位于其机翼末端的短舱会随着其飞行模式的改变而转动，这使得飞行器成为一个时变非线性的系统，其控制系统的设计是倾转旋翼飞行器研究的基础和难点。倾转旋翼飞行器以其优越的性能和设计难度上的挑战，成为各国研究的热点。本文基于模糊自整定PID控制原理，在MATLAB上建立了三个姿态通道以及三个位置通道中模糊自整定PID控制的子模块部分。采用双环控制器结构，设计出三个姿态通道控制率。采用双回路控制结构，设计出倾转旋翼飞行器位置控制率。对倾转旋翼飞行器直升机模式控制器进行仿真研究，主要是：改变质量参数，对飞行器悬停模式的载重情况进行分析。……