[发明专利]一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法

权利要求书

1.一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

S1、通过设在无人机本体上的惯性测量传感器采集待处理的实时角度数据；

S2、计算实时角度数据与期望角度的偏差、以及偏差变化率作为输入量；

S3、将输入量输入自适应模糊PID控制器获取PID参数的修正值；

S4、将修正值叠加至PID参数初始值上，完成对角度数据的PID参数实时修正赋值；

S4、修正赋值后输入传递函数，获取实时修正控制量；

S5、控制器按照实时修正控制量，输出相应的转速信号至飞控电机控制器控制电机转速，从而改变多旋翼无人机运动状态。

2.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述待处理的实时角度数据包括三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴磁力计实时测量的翻滚角、俯仰角、偏航角。

3.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述期望角度是根据期望姿态计算获取或预先设定。

4.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述自适应模糊PID控制器包括：对比例P、积分I、微分D三个模块分别建立模糊控制器Z₁，Z₂，Z₃，进行自适应模糊化和解模糊化处理，分别得到修正值K_P2，K_I2，K_D2。

5.根据权利要求4所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述Z₁，Z₂，Z₃，采用二输入一输出的形式，以角度偏差E_φ和角度偏差变化率为输入，以PID三个修正量K_P2，K_I2，K_D2为输出。

6.根据权利要求4所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述自适应模糊化处理是采用三角型隶属度函数对输入和输出变量进行模糊化处理，建立模糊规则表。

7.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述模糊化处理包括：

建立输入变量模糊集：{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB},角度偏差E_φ的基本论域为[-3,+3],角度偏差变化率的基本论域为：[-3,+3]，输出量K_P2的论域为[0,3],K_I2的论域为[0,1],K_D2的论域为[0,0.5]。

8.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述模糊规则表为输入量与输出量之间的模糊对应关系，通过查表获取PID参数输出量的模糊值。

9.根据权利要求4所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，所述去模糊化是采用加权平均法将PID参数输出量的模糊值转化为数值。

10.根据权利要求1所述的一种多旋翼无人机自适应模糊PID控制方法，其特征在于，还包括：在输入端和输出端引入L1-L8的数值范围设定，输入端的角度偏差E_φ和角度偏差变化率经过L1-L6的数值范围限定后，经过模糊控制规则输出对应的PID修正值，再经过L7-L9的数值范围限定后叠加到PID原初始值上，得到新的PID控制参数。