基于PD控制器的四旋翼无人机研究(Matlab代码实现)-程序员宅基地
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目录
1 概述
近年来，无人机( UAV) 越来越多地应用于环保、电力、交通、测绘、安防、农业等民用领域。随着现代技术的进步，特别是人工智能技术的快速发展，未来无人机 + 行业应用的模式具有广阔的应用前景。目前无人机的智能化水平还有待提高，许多应用背后都有无人机操作员在控制无人机，要提高无人机的自动化和智能化水平，还需科研工作者进行大量研究。
四旋翼无人机是 MIMO 系统，其动力学模型，可表示为:
系统方框图如图 1 所示。外环产生指令信号 θd 和 ψd ，并将其传递至内环系统，采用双环控制方法设计内外环的控制律。
本文的程序为AscTec 鹈鹕四旋翼无人机的 PD 控制器的增益，并使用它们来控制四旋翼飞行器所需的高度、横滚、俯仰和偏航角。阶跃响应在不同的时刻开始。为所有变量提供比较值（过冲、上升时间和SS误差）。
2 运行结果
运行视频
基于PD控制器的四旋翼无人机研究(Matlab代码实现)_哔哩哔哩_bilibili
基于PD控制器的四旋翼无人机研究(Matlab代码实现)
部分代码：
% 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
3 参考文献
部分理论来源于网络，如有侵权请联系删除。
[1]杨宗月,时正华.四旋翼无人机非线性轨迹跟踪控制[J].计算机与现代化,2023(04):95-100.
[2]宋志强,方武,刘孝赵.基于PD控制的四旋翼无人机着陆控制研究[J].计算机应用与软件,2020,37(09):324-327.
[3]刘栩粼,胡德清.基于前馈补偿的PD四旋翼无人机轨迹跟踪控制[J].舰船电子工程,2022,42(07):55-60.
4 Matlab代码实现
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