基于混合遗传算法的二自由度直升机姿态控制方法

作者：刘志强; 叶曦^*; 张仕臻; 宋洋

来源：现代电子技术, 2022, 45(16): 103-109.

DOI：10.16652/j.issn.1004-373x.2022.16.020

• 二自由度直升机
• 姿态控制
• 混合遗传算法
• 参数辨识
• 增益调度
• PID控制器

为提高二自由度直升机系统的控制精度，改善飞行姿态角的稳定性，文中考虑到控制系统的非线性以及常规PID控制方法参数整定的复杂性，提出一种同时运用增益调度及遗传算法的混合控制方法。该方法通过分析二自由度直升机运动学模型，基于信号输入实验原理进行参数辨识，以获取到姿态角近似数学模型，进而设计出一种基于混合遗传算法优化的PID控制器。该控制器借助增益调度策略，以实时误差大小为调度变量，选择多个系统稳定工作点，利用遗传算法对不同操作点的PID控制器参数进行优化。在LabVIEW平台上分别对常规PID控制器、基于遗传算法优化的PID控制器以及基于混合遗传算法优化的PID控制器进行对比验证。实验结果表明，基于混合遗传算法优化的PID控制器能够改善俯仰角和偏航角的耦合作用，降低超调量，缩短调节时间。这说明混合遗传算法优化PID控制器是有效的。

• 单位
  江汉大学