[发明专利]一种基于粒子群优化算法的四旋翼自抗扰控制器

权利要求书

1.一种基于粒子群优化算法的四旋翼自抗扰控制器，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一：四旋翼飞行器数学模型的建立：

四旋翼飞行器的平动模型：

其中是四旋翼总质量，表示从机体坐标系到地面坐标系的旋转矩阵，G重力，T推力，D_T空气阻力；

四旋翼飞行器的转动模型：

其中推力力矩，螺旋效应力矩M_G，转式的空气阻力D_R，I是量矩阵，二者联立可得四旋翼飞行器的数学模型；模型数据采用matlab机器人工具箱中的四旋翼参数；

步骤二：自抗扰控制器设计：

将四旋翼飞行器系统分为四个通道控制，分别是高度、俯仰、横滚和偏航控制，自抗扰控制器不去探究各通道所有扰动的具体形式，仅估计该通道的总扰动，为了实现每个通道的解耦控制，每个通道拥有单独的各个通道都有单独的 ADRC 进行控制；对总扰动进行实时估计，并在被控系统控制量输出的同时对其进行补偿，从而解决了四旋翼飞行器通道之间相互耦合的问题；

步骤三：粒子群算法的改进及控制器参数整定：

根据误差准则选取算法适应度函数、选择部分控制器参数作为粒子群算法的粒子、设定最大迭代次数；

步骤四：搭建Simulink仿真和四旋翼飞行器：

通过S函数搭建仿真模型，假设初始姿态角、初始高度均为 0，控制目标：滚动角30°、俯仰角15°、偏航角10°，高度5m；验证超调、调节时间、稳定性、稳态误差是否达到预期。