四旋翼飞行器悬停算法设计与实现

针对四旋翼飞行器悬停困难的问题,从外力平衡与外力矩平衡两点出发,根据牛顿-欧拉方程对悬停状态下的飞行器建立动力模型,利用PID控制理论进行回路控制,设计了四旋翼飞行器的悬停算法。现场飞行测试结果为飞行器在水平范围±2 m、垂直范围±1 m的空间范围内漂移,实现了飞行器的悬停功能。     

串级PID控制在微型无人机姿态控制中的应用

微型四旋翼无人机是典型的多变量、非线性、强耦合、欠驱动运动系统,传统PID算法在微型四旋翼姿态控制系统中无法满足高精度的控制要求,因此提出使用串级PID控制算法,并在软件上编程实现,通过飞行测试,验证了串级PID控制算法的有效性,为无人机姿态控制提供了一条新思路。     

基于Harris算法的四旋翼飞行器定点悬停方法

针对四旋翼飞行器定点悬停控制不稳定,硬件组成复杂的问题,提出一种采用双光流传感器结合Harris角点检测算法控制四旋翼飞行器定点悬停的方法。该方法采用两个型号相同的光流传感器水平置于飞行器下方,由双光流传感器作为图像信息采集系统,将Harris角点检测算法应用到采集的图像信息中,计算两图像信息重叠区域,从而确定四旋翼飞行器的高度,选择其中一个光流传感器根据参考角点获取水平位置信息,最后采用PID控制算法以达到精确的定点悬停控制的目的。实验结果表明:该方法能够有效的提高四旋翼飞行器的稳定性,简化系统的硬件结构,符合实际需求。     

串级PID控制在风柜控制中的应用

在我国洁净室技术起始于上世纪60年代,当时,洁净室技术是为满足军工、精密仪器、航空仪表和电子行业的产品质量需求,满足这些行业加工和实验研究的精密化、微型化、纯度、质量和可靠性而诞生的一门新兴技术[1]。利用PID控制原理,基于STEP7和WINCC的串级PID来控制风柜的阀门,从而实现对被控区域温湿度精准的控制。该系统...     

四旋翼飞行器串级模糊自适应PID优化控制系统研究

四旋翼飞行器控制系统具有非线性、耦合性等特性,PID参数的整定会存在一定的难度,而且固定的参数无法适用于四旋翼面临的复杂环境。要实现四旋翼的优化控制需要进行自适应性改进。该文结合PID控制和模糊控制的优点,设计一种非线性化的串级模糊自适应PID控制系统,分别在外环角度、内环角速度控制器中加入模糊自适应PID控制器,增强系统的自适应性和准确性。并且针对四旋翼存在高频干扰的特性,提出在角速度模糊自适应PID控制器的微分环节后加入一阶惯性环节,不完全微分提高了微分控制抗干扰能力。通过Matlab仿真实验对比结果表明,所设计方法响应速度快、超调量小,且增强了四旋翼控制的自适应能力和鲁棒性。     

基于串级PID控制算法的四旋翼无人机控制系统设计

四旋翼无人机相较于传统的固定翼无人机有着更好的机动性、稳定性。它能适应更加复杂的飞行环境,对操控者的操控技术要求比较低,因此近年来四旋翼无人机在各个领域得到了更加广泛的应用。勘察、救援、电力设备巡检等众多领域都可以看到它的身影。然而相较于传统的固定翼飞机,四旋翼无人机的飞行控制系统设计难度大幅度提升。系统本身具有耦合性强、非线性、驱动数量比自由度少等特点,这些系统本身的特点大大提高了四旋翼无人机控制系统的设计难度。基于相应的物理学和力学理论,首先给四旋翼无人机建立了数学模型;然后设计了四旋翼无人机控制系统的硬件电路部分,可以为四旋翼无人机控制算法的实现提供硬件支持;最后基于串级PID控制算法为四旋翼无人机设计了飞控系统。通过仿真飞行实验验证了控制系统具有很强的稳定性和抗干扰能力。     

基于PID控制的X模式四旋翼飞行器研究

设计了X模式四旋翼飞行器飞行控制系统的总体方案;在此基础上,完成了飞行控制系统的软硬件设计,包括器件选型、硬件电路设计、系统软件设计,并把互补滤波器应用于姿态解算,姿态控制部分采用PID(Proportional Integral Derivative)控制器。通过仿真验证了器互补滤波和PID控制器算法可行性。     

基于神经网络PID算法的四旋翼无人机优化控制

针对四旋翼无人机系统的时变性、非线性等问题,文中提出了一种基于神经网络PID的无人机姿态控制算法.该算法具有PID算法的强自适应能力和神经网络的强抗干扰能力.在建立四旋翼无人机刚体运动学模型和动力学模型基础上,搭建了四旋翼无人机MATLAB-Simulink姿态仿真控制模型,对比了神经网络PID控制算法与传统PID、串...     

基于PLC的双容水箱液位串级PID控制的实现

文章以双容水箱为被控对象,S7-200PLC为控制器,设计了双容水箱的液位串级控制实验。液位信号经液位变送器送至PLC,采用PID算法对数据进行处理,之后输出至电动调节阀来实现对液位的控制。采用一步整定法确定了主、副控制器的最佳PID参数。用MCGS作为上位机组态软件,构建了对双容水箱液位进行实时监控的组态画面,画面直观、形象,能实现液位的准确控制。     

小型四旋翼飞行器控制系统的设计与实现

当今四旋翼无人机得到了广泛的应用,如管网、巡视、航拍测绘等,与此同时四旋翼市场呈现出小型化的发展趋势。为了提供更多轻便型四旋翼的学习参考,文章设计了一款小型四旋翼飞行器,采用了STM32F103C8T6为主控制器,通过MPU6050传感器获取机体的飞行姿态,系统应用了串级PID控制算法实现了对四旋翼飞行器飞行姿态的调节。实验结果表明,系统较为稳定,该飞行器在飞行运动的过程中姿态较为稳定。     

基于MATLAB的飞行器仿真平台非线性PID控制策略研究

在飞行器仿真平台的研究上,通常要求具有可操作性和实时性.本文介绍了基于MATLAB和MSFS的飞行器仿真平台的设计,使用MATLAB/Simulink作为软件开发环境搭建了飞行器仿真模型,并针对飞行器控制算法问题,提出了一种非线性PID控制策略.仿真结果表明,使用该控制方法设计的飞行器比常规PID控制更为稳定.     

多旋翼飞行器单参数自抗扰姿态控制器

针对小型多旋翼无人机在飞行时,存在风力扰动和电机振动等振源造成的机身振动,使得传感器噪声增大导致飞行不稳定,以及结构不确定和外扰大造成的调参复杂等问题,对传统自抗扰控制器进行优化.在传统频域滤波器基础上大幅降低角加速度中频噪声,补偿传感器及滤波器延时,快速跟踪大扰动.此外,引入tansig()误差反馈函数,对观测器的参...     

一种飞机俯仰角二自由度PID控制算法

飞机俯仰角是飞机纵向运动中最基本的控制模态,实现对其控制难度较大。针对飞行器俯仰角增量和舵面偏移量构成的四阶系统简化后的一阶积分延时系统,文中提出了一种二自由度PID控制算法。该算法基于多主导极点配置法与直接综合法,将设定点滤波器与控制器分开设计,并以解析式的形式给出整定律。通过算法仿真验证可知,文中提到的方法能较好地应用于飞行器俯仰角的四阶系统,并且具有优良的扰动抑制性能以及更好的伺服性能和鲁棒性。     

基于粒子群优化的多操纵面飞行器的重构控制

提出一种基于粒子群优化算法的控制分配算法的重构控制策略。利用粒子群优化算法的实时性、高效性等优点, 选择出符合最优性能指标要求的控制输入量, 解决控制分配算法问题。当操纵面出现一个或多个损伤、失效等故障时, 飞行控制系统能实时地调节控制效率矩阵, 从而对各操纵面进行再分配, 实现重构控制。仿真表明, 该策略在飞行器遇到故障时能快速地调整, 降低对故障操纵面的使用, 协调其他操纵面及时解决故障问题, 从而保证飞行器的正常工作。     

基于定点DSP的ART算法实现研究

数字信号处理器（DSP）在大量数据计算方面有明显的速度优势,为了提高CT ART算法的图像重建速度,提出基于定点DSP TMS320C6416的算法计算方案。该方案结合ART算法的原理,以及USB 2.0协议在数据传输和定点DSP在数据计算上的速度优势,通过CYPRESS的CY7C68001接口芯片,同时采用SDRAM作为数据缓存,进行DSP与PC机之间大量数据的正确高速传输;通过C语言编写DSP片内算法计算程序并对其进行优化,以降低图像重建时间。最终实验以SheppLogan头部剖析图为原始图像,进行重建算法计算,实验结果证实了方案的可行性。     

基于智能控制的PID控制方式的研究

随着PID技术的发展,以及工业生产自动化的发展的智能需要,基于智能控制的PID控制技术应运而生。本文围绕智能控制的PID控制方式进行了探究,主要探究了PID控制方式的智能化结构、原理、功能等。     

基于单不动点约束的网格变形算法

文中提出一种基于单不动点约束的网格变形算法,可以直接而精确的控制模型的形状,并且在算法执行过程中不需要计算控制晶格,同传统方法相比,具有较低的计算代价.实验表明该算法改善了传统自由变形算法的局限性和复杂性.     

基于增量式PID控制的数控恒流源

数控恒流源在计量、半导体、传感器等领域得到广泛应用,针对目前市场上大部分恒流源产品精度和智能化水平偏低等问题,提出了一种增量式PID控制的数控恒流源设计方法。该系统通过单片机对恒流源模块的输出进行采样,采用增量式PID控制算法进行数值处理。并通过Matlab仿真与传统PID控制算法进行对比。实验结果表明其具有分辨率高、纹波小、高精度的特性。     

OFDM系统中基于定点DSP的LDPC译码器仿真与实现

对译码算法进行了简化，实现了基于TMS320C6416定点DSP的LDPC译码器，结果表明，使用简化算法能有效降低译码复杂度，降低成本。提高译码速度和数据吞吐率。     

在定点DSP上实现浮点运算

DSP结构可以分为定点型(FXP)和浮点型(FLP).虽然FXP型DSP只能实现整数运算,但是它运算速度快,占用资源少,比FLP型成本低.而FXP型DsP使用FLP算法能够实现更高的精度和动态运算范围.对FXP DSP结构支持下的FLP需求不断增长,这主要有以下原因:第一,实现算法代码通常用C/C (采用浮点数形式)编写,将FLP算法转换成FXP格式是比较麻烦的.而将浮点算法移植到DSP平台所花费的时间较少,因而FLP降低了研发成本.另外,常用的算法得益于浮点运算提供的较大的运算范围.最后,在某些情况下应用FXP算法无法获得期望的精度和动态范围.