在本文中,作为小型无人机控制的一部分,使用了一种改进的遗传算法来全局优化控制系统的PID参数。于遗传算法中个体的多样性分解得太快且容易陷入最佳局部特征,因此遗传算法已得到必要的改进,以确保个体的多样性和优化速度。真结果:改进遗传算法的PID控制器具有较好的适应性,稳定性,可以保证系统的控制效果,提高了系统性能。型无人机飞行控制系统的内环是通过飞行方向,飞行路径,飞行高度等进行外环控制的基础。[1]。中,在俯仰角控制的内部回路的基础上维持无人机的高度,并引入大气压力高度的反馈信号,以形成无人机稳定性的外部回路。人机的飞行高度;进给滚轮可实现轨迹控制和稳定性,控制通道构成了无人机飞行方向控制的外环。主导航飞行是在飞行导航控制回路的基础上进行的,引入了横向偏移返回,从而形成了外航道控制回路[2]。了获得更好的系统性能,本文将遗传算法引入航向控制器,并使用遗传算法在全局范围内优化PID参数。于侧倾角控制的内环的保证稳定性,获得航向角反馈信号,以构成飞行航向稳定性的外环控制器的参数。
于遗传算法中个体的多样性分解得太快且容易陷入最佳局部特征,因此遗传算法已得到必要的改进,以确保个体的多样性和优化速度。

人机可以被认为是具有多个输入和输出的非线性系统。常,它以其直接的水平飞行为参考运动,线性化整个机器的状态方程,并获得无人机的性能线性方程。
择合适的状态向量后,建立整个机器的小扰动状态方程。向维护/控制环可执行无人机的航向维护和航向调整功能。向控制的框图如图1所示。无人机飞行控制系统的设计中,使用以下方法建立了具有四个通道(俯仰,横滚,方向和高度)的线性模型。
小干扰进行分析,然后根据该模型选择PID控制参数[3]。好的动态飞行质量特性,同时考虑了性能的鲁棒性和稳定的鲁棒性[4]。
了获得令人满意的系统性能,本文使用遗传算法来优化PID参数。传算法是一种随机搜索算法,它使用系统参数执行遗传操作,例如复制,杂交和变异,以模拟自然进化并完成问题的优化。本遗传算法的框图如图2所示,改进的遗传算法如图3所示。优化过程中,第一步是优化内环的参数。
人机的侧倾角控制,然后针对航向角返回信号形成的无人机的飞行路径稳定性,优化外环控制器的参数。传算法优化中使用的样本数为50,本文使用遗传运算1时pc和pm的参数分别为0.25和0.1,目标是考虑算法的收敛性和精度;当遗传运算为2,pc和pm时,参数pm的值分别为0.45和0.7,目的是考虑种群的多样性和算法的研究能力。
制参数值的范围统一为[0.5],权重步长为0.01 s。过50代优化后,采用二进制编码。了检查实际系统,引入了舵机动力的限制,副翼舵面积的限制为±20度。上述条件下最终获得的航向PID控制器的参数为:[1.44.3 1.45],其仿真结果如图4所示。
个系统达到稳定的时间相对较短,恒温阀芯所需的上升时间较快,系统输出振荡的过冲较小,可以满足系统的要求。真结果表明,采用遗传算法设计的PID控制器具有更好的灵活性,适应性,稳定性,可以保证系统的控制效果,提高系统性能。文中的仿真结果使用改进的遗传算法验证了控制器的有效性。
本文转载自
恒温阀芯 https://www.wisdom-thermostats.com
