四旋翼无人机定点悬停模糊控制器设计

黄靓

（平顶山工业职业技术学院，河南平顶山，467000）

0 前言

四旋翼无人机是一种能够垂直起降的自主飞行器[1]，近年来针对四旋翼无人机的研究越来越多，其可广泛应用于军事用侦察[2]、高空对地面探勘、大自然灾害的防范以及特定范围的巡视等[3]，由于这些应用常需要四旋翼无人机进行固定高度的定点悬停飞行，但四旋翼无人机飞行时受重力及外在环境风力影响，且以人为操控方式不易长时间保持机身稳定，为此设计四旋翼空中定点悬停飞行的模糊控制器。

控制器设计常见的方法有PID控制以及模糊控制[4]，PID控制器是一种通过比例、积分与微分调整的控制方法，该设计方法需要分析复杂的数学模型，且适应性差；另一种是模糊控制方法，由于利用模糊理论设计控制器不需要分析复杂的数学模型，只需通过专家的经验法则即可完成模糊控制器的设计，当应用于不同四旋翼无人机时，只需稍加调整参数即可使用，因此适用性及实用性高，本设计将采用模糊控制的设计方法。

本设计将利用试误法与经验法则设计一个模糊控制器来控制四旋翼无人机完成定高的定点悬停飞行，通过模拟实验进行效果分析，将此模糊控制器与输入线性合并模糊控制器进行比较，由模拟实验结果发现，利用输入线性加权合并方式设计的模糊控制器比起没有合并输入设计方式需要较久时间才能完成稳定。

1 四旋翼无人机

图1 为四旋翼无人……