【无人机】四旋翼飞行器PD控制（Matlab实现） |
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【无人机】四旋翼飞行器PD控制（Matlab实现）
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💥💥💞💞欢迎来到本博客❤️❤️💥💥 🏆博主优势：🌞🌞🌞博客内容尽量做到思维缜密，逻辑清晰，为了方便读者。 ⛳️座右铭：行百里者，半于九十。 📋📋📋本文目录如下：🎁🎁🎁 目录 💥1 概述 📚2 运行结果 🎉3 参考文献 🌈4 Matlab代码实现 💥1 概述四旋翼飞行器是一种受到广泛应用的无人飞行器，其飞行稳定性和控制是实现各种任务的关键。PD（比例-微分）控制是一种常用的控制算法，用于稳定四旋翼飞行器的姿态（姿态角和角速度）。PD控制器由两部分组成：比例（P）和微分（D）部分。比例部分负责根据当前误差（期望值与实际值之间的差异）产生控制输出，其大小与误差成正比。微分部分则根据误差的变化率来调整控制输出，用于抑制系统的震荡和提高响应速度。综合考虑比例和微分部分的影响，PD控制器能够实现快速而稳定的系统响应。在四旋翼飞行器中，PD控制器通常用于控制姿态，即飞行器的倾斜角度和角速度，以实现期望的飞行姿态。通过测量飞行器的姿态和角速度，并与期望值进行比较，PD控制器可以生成适当的控制指令，通过调节电机的转速来稳定飞行器并实现期望的飞行动作。四旋翼飞行器PD控制通过比例和微分控制器的组合，能够实现稳定而高效的飞行姿态控制，为各种应用场景提供了可靠的飞行控制方案。 📚2 运行结果
主函数部分代码： clc clear all close all global Jtp Ixx Iyy Izz b d l m g Kpz Kdz Kpp Kdp Kpt Kdt Kpps Kdps ZdF PhidF ThetadF PsidF ztime phitime thetatime psitime Zinit Phiinit Thetainit Psiinit Uone Utwo Uthree Ufour Ez Ep Et Eps % Read the gain values GainsK = importdata('Gains.mat'); Kpz = GainsK(1,1); % Height P controller Kdz = GainsK(1,2); % Height D controller Kpp = GainsK(1,3); % Roll P controller Kdp = GainsK(1,4); % Roll D controller Kpt = GainsK(1,5); % Pitch P controller Kdt = GainsK(1,6); % Pitch D controller Kpps = GainsK(1,7); % Yaw P controller Kdps = GainsK(1,8); % Yaw D controller % % % % Best Gains of the controllers % % Kpp = 30 % Kdp = 5 % % Kpt = 30 % Kdt = 5 % % Kpps = 30 % Kdps = 5 % % Kpz = 40 % Kdz = 12 % % save gains data % Gains = [Kpz Kdz Kpp Kdp Kpt Kdt Kpps Kdps]; % save('Gains.mat','Gains') % Write the optimal gains in a .mat file % Quadrotor constants Ixx = 8.1*10^(-3); % Quadrotor moment of inertia around X axis Iyy = 8.1*10^(-3); % Quadrotor moment of inertia around Y axis Izz = 14.2*10^(-3); % Quadrotor moment of inertia around Z axis Jtp = 104*10^(-6); % Total rotational moment of inertia around the propeller axis b = 54.2*10^(5-6); % Thrust factor d = 1.1*10^(-6); % Drag factor l = 0.24; % Distance to the center of the Quadrotor m = 1; % Mass of the Quadrotor in Kg g = 9.81; % Gravitational acceleration stepsize = 0.01; t = 0.00000000000000:stepsize:5.00000000000000; % simulation time % Initial conditions for the Quadrotor x0 = []; for i = 1:12, x0 = [x0;0]; % Initial position is the origin O(0,0,0), linear and angular velocities/accelerations = 0 end % Initial values Zinit = 0; Phiinit = pi/3; Thetainit = pi/2; Psiinit = -pi/5; x0(1) = 3; % Xinit x0(3) = 4; % Yinit x0(5) = Zinit; % Zinit x0(7) = Phiinit; % Phiinit x0(9) = Thetainit; % Thetainit x0(11) = Psiinit; % Psiinit 🎉3 参考文献文章中一些内容引自网络，会注明出处或引用为参考文献，难免有未尽之处，如有不妥，请随时联系删除。 [1]杨瑞,李国洪,李智,等.基于改进蜣螂优化算法的四旋翼自切换控制[J/OL].天津理工大学学报:1-8[2024-06-09].http://kns.cnki.net/kcms/detail/12.1374.n.20240430.0926.014.html. [2]黄捷,李泽毅.四旋翼无人机编队变换能耗优化仿真教学[J].实验技术与管理,2024,41(04):102-108.DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2024.04.015. 🌈4 Matlab代码实现
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