３期 第 ２ １ 卷 第 ２
Ｖｏ ｌ Ｉ ２１ Ｎｏ ＿ ２ ３
电 子 设 计 工 程
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２ ０ １ ３年 １ ２月
Ｄｅ ｅ ． ２ ０１ ３
四旋 翼 飞行 器建模 与 Ｐ Ｉ Ｄ 控制 器设计
关 键 词 ：四 旋 翼 飞 行 器 ； Ｌ Ｐ Ｖ；非 线 性 建 模 ； Ｐ Ｉ Ｄ控 制
中 图 分类 号 ： Ｔ Ｎ ７ ９
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：１ ６ ７ ４ － ６ ２ ３ ６ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ － ０ １ ４ ７ － ０ ４
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近年来 ， 随着新 型材料 、 微 机电 （ ＭＥ ＭＳ ） 、 微惯 导 （ ＭＩ ＭＵ）
坐标系如 图 ｌ 所示 。
以 及 飞 行 控 制 等 技 术 的迅 速 发 展 ， 小 型 四旋 翼 飞 行 器 得 到 了 进 一 步 的发 展 ， 逐 渐 成 为 各 国科 技 人 员 关 注 的焦 点 。小 型 四 旋 翼 飞 行 器 是 一 种 具 有 ４个 螺 旋 桨 ， 并 且 螺 旋 桨 呈 十 字 交 叉 结构的旋翼式 飞行器 。 它 通 过 调 整 ４个 电 机 的 转 速 来 实 现 俯 仰、 横滚、 偏航 等飞行动作 ， 并具有可 悬停 、 机 动性好 、 结 构 简 单等优点 。 飞 行 控 制 一 直 是 小技 大 学 的聂 博 文 设 计 了基 于 反 步 法 的控 制器 。 哈 尔 滨 工 业 大
江 杰 ，岂伟 楠
（ ａ 蒙 古科 技 大 学 信 息 工程 学 院 ，内 蒙古 包头 ０ ｃ １ ４ ０ １ ０ ）
摘 要 ：为 了 实现 对 四 旋 翼 飞 行 器 的 稳 定 飞 行 控 制 ， 对 四旋 翼 飞 行 器 建 立 了动 力 学 数 学模 型 ， 并 采 用准 Ｌ Ｐ Ｖ 法 将 非 线
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性 模 型 线性 化 ． 在 建 立的 动 力 学模 型基 础 上 ， 对 飞 行 器垂 直 速 率 、 俯仰速率 、 横 滚速 率 、 偏航速 率四个独立通道上分 别 设计 了 Ｐ Ｉ Ｄ控 制 器 。 并 通 过 Ｍａ ｔ ｌ ａ ｂ ／ Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ软 件 进行 控 制 系统 仿 真 ， 并对 仿 真 结 果进 行 分析 ， 仿真结果验证 了 Ｐ Ｉ Ｄ算 法 的有 效性 。