物流无人机PID控制研究

陈鹏　李子卓　李陈龙　宋昊铭　吴心雨　迟英姿

摘 要：当今物流行业发展迅速，无人机技术日趋成熟。文章对网联化、智能化新型物流配送方式展开探究，研究了无人机的PID调试方案，分析了无人机不同起飞重量下的飞行姿态，优化特种无人机的姿态控制及其产品的实用性。

关键词：PID;无人机;物流;改装

1 物流无人机的发展现状

无人机技术日趋成熟，无人机的应用逐渐广泛，物流行业快速发展过程中，无人机的优势也逐渐显现出来。

本项目应用于物流需求，为确保能够快速准确地将货物送达目标位置。对配送流程进行优化[1]，缩短货物送达时间。相对于地面物流系统，在配送时间、环节、人力成本等方面得到明显优化，从而提高总体配送效率。两者配送流程对比如图1所示。

2 无人机硬件参数

无人机采用六旋翼无人机[2]，轴距850 mm，电机采用       3 510 360 kv，旋翼尺寸1 555 mm，电池选用6 s 16 000 mAh，空重3.36 kg，最大载重4.2 kg，物流箱容量29 L。

3 物流无人机的PID控制

3.1 物流无人机的PID调试方案与分析

多旋翼无人机PID 是控制无人机飞行姿态的重要参数，其作用是消除飞行器输出值在理论值与实际值之间的误差值。本文使用MP地面站对六轴无人机进行可视化PID调整。

PIXHAWK飞控采用串级PID的方式[3]，外环PID控制角度，内环PID控制角速度。内环PID更直接作用于电机，所以在多旋翼无人机姿态调试中，一般只调试内环PID。

P比例可以理解为修正力度，P值越大则修正力度越大，系统响应速度越快，P值过大也会导致系统振荡失调。D微分的作用可以理解为刹车，在系统即将恢复至目标值时降低修正力度，以减少系统修正次数，使系统快速达到稳定。……