基于PID神经网络的平流层飞艇姿态控制研究

张一，刘龙斌

（北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京　100191）

基于PID神经网络的平流层飞艇姿态控制研究

张一，刘龙斌

（北京航空航天大学 航空科学与工程学院，北京100191）

针对平流层飞艇的姿态控制问题，阐述利用PID神经元网络结构对飞艇进行飞行控制率设计。首先，针对平流层飞艇运行特点建立了完整六自由度动力学模型，随后在模型基础上提出PID神经网络的组成结构和计算方法，并利用粒子群算法对神经元网络初始权值进行了优化。仿真计算结果表明，通过PID神经网络对控制率进行设计能够迅速接近控制目标，实现对平流层飞艇姿态的准确控制。

PID神经网络；平流层飞艇；姿态控制；粒子群算法

平流层飞艇属于一类轻于空气的飞行器，在通讯、侦查监视和科学探测方面有着广泛的应用前景。为了更好满足飞行任务对飞艇稳定姿态及精准指向等方面的要求，快速、准确、稳定的平流层飞艇姿态控制系统成为研究重点和关键。

目前应用于飞艇的控制方法包括经典控制和现代控制方法等。文献［1］基于简化的飞艇线性化模型设计了一种鲁棒PID飞艇姿态控制器，该控制器结合鲁棒极点配置技术能够保证闭环系统的响应性能。Acosta等［2］利用反馈线性化方法，为Titan飞艇设计了位置PD控制器和速度动态逆控制器。文献［3］基于线性化飞艇模型和反步法，设计了纵向运动控制器以控制飞艇的速度和俯仰角并给出了仿真结果。Trevino等［4］利用滚动时域控制 （Receding Horizon Control）方法对Tri-Turbofan遥控飞艇进行了稳定控制。……