传动技术››2025,Vol. 39››Issue (02): 43-48.

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面向四旋翼无人机的基于BP神经网络的串级自适应PID控制器的建模与轨迹跟踪仿真

曹东日, 黄宏成

  1. 开云网页登录 机械与动力工程学院;
  • 出版日期:2025-06-30发布日期:2025-06-30

    • Online:2025-06-30Published:2025-06-30

    摘要:四旋翼无人机的轨迹跟踪技术在多个领域中都至关重要。四旋翼无人机的运动具有明显的非线性特性,传统的PID控制器的处理效果比较差,为了实现精确与稳定地跟踪轨迹,必须依赖于高性能的控制器;又因为四旋翼无人机的控制系统通常包含位置环和姿态环两个子系统,单一的PID控制器难以同时满足这两个环节的控制要求。基于上述问题,提出了一种基于BP神经网络的自适应串级PID控制模型,可以有效地处理非线性系统和满足位置环和姿态环两个子系统的不同控制需求。首先,根据牛顿欧拉定律推导出无人机的动力学模型,然后选用特定的无人机型号进行控制器的建模仿真,最后输入特定的螺旋线轨迹进行轨迹跟踪的仿真实验,实验结果表明,该控制系统能够有效实现四旋翼飞行器的轨迹跟踪任务。

    Key words:四旋翼,BP神经网络,串级PID,轨迹跟踪

    中图分类号:

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