基于改进PID算法横列式双旋翼无人机系统

作者：陈文娟; 潘乾曜^*; 苏世达; 宋瑛麒; 曹佳音; 徐志杰; 王玉斗

来源：大学物理实验, 2023, 36(05): 90-101.

DOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2023.05.020

• 横列式双旋翼无人机
• 误差补偿
• 改进串级双闭环PID算法
• Simulink仿真

横列式双旋翼无人机相较于传统固定旋翼无人机具有更强的机动性与续航能力，但是传感器测量误差会影响其控制精度。针对这一问题，在理论模型方面完成了动力学模型的推导并整定了相关物理参数；在控制算法方面自主开发三轴加速度计误差补偿算法，并创新性将该算法与传统PID控制算法结合形成改进串级双闭环PID算法，可以实现对三轴加速度计测量值累积误差的抑制，同时利用Simulink进行了30次系统控制仿真，仿真结果表明：改进PID算法理论上针对y轴位移、滚转角、俯仰角与偏航角可分别降低约78%、26%、19%与44%系统超调量；在实验测控方面搭建了试验样机+测控地面站系统，最终完成10组空中悬停对比实验。实验结果表明：改进PID算法试验样机悬停高度、滚转角、俯仰角与偏航角的稳态误差较传统PID算法减少约35.68%、49.04%、2.33%与55.96%,验证了改进控制算法的精度与实际有效性。

• 单位
  中国石油大学（华东）