水空两栖多旋翼飞行器出水控制及参数整定

作者：李良博; 杨宇; 梁爽; 郭明明; 李忠广; 李泽斌

来源：舰船科学技术, 2023, 45(07): 85-92.

• 水空多旋翼跨介质飞行器
• 出水控制
• PID
• 遗传算法

介质跨越是水空多旋翼飞行器的关键运动之一，针对水空多旋翼飞行器的出水问题开展相关研究。首先，建立水空多旋翼飞行器的运动学、动力学模型，重点探究其在水下运动过程中的受力，借助Fluent软件对水空多旋翼飞行器在水下受到的粘性水动力进行分析，并进一步用多项式拟合粘性水动力与速度之间的关系。在此基础上，提出分段变参数PID跨介质控制方法，在Matlab中开展控制仿真实验。最后，引入遗传算法整定PID控制器，并将结果与前者进行对比。实验结果表明：水、空环境突变对PID控制算法影响巨大，分段变参数PID控制方法更加贴合实际跨介质过程；基于遗传算法的PID控制器参数整定方法能有效提高水空多旋翼飞行器跨介质性能。研究结果可为研究潜器跨介质、导弹出水、水空多旋翼飞行器的出入水控制等问题提供研究思路和理论参考。

• 单位
  西南科技大学; 大连海事大学; 西北工业大学