[发明专利]一种无人机视轴稳定的复合控制方法

摘要

本发明涉及无人机视轴稳定控制领域，具体涉及一种无人机视轴稳定的复合控制方法。可以满足无人机对视轴稳定性的要求。该方法首先采用回路整形法设计定量反馈理论（Quantitative Feedback Theory，QFT）视轴稳定控制器，然后以QFT为主控制器,采用PID实现QFT的动态补偿。该方法是QFT和PID复合并行控制的视轴稳定方法，可以提高无人机对视轴稳定平台的抗干扰能力和鲁棒性，且优于QFT单独控制的方法。

主权项

1.一种无人机视轴稳定的复合控制方法，其特征在于：所述的步骤为：步骤一：无人机视轴稳定平台的受控对象P是电机及负载平台，选取受控对象的数学模型如公式(1)所示：其中：C_e为电机反电动势系数，T_e为电机的电磁时间常数，T_m为电机的机电时间常数；步骤二：根据受控对象的特性进行控制器设计，QFT和PID复合并行控制方法的核心是设计QFT控制器，通过对系统进行回路整形,对系统的增益、零极点进行调整，得到控制器C(s)，传递函数如公式(2)所示：其中：K为系统的开环增益，z₁,z₂...为传递函数的真正的零点，w_ni为传递函数的复杂的零点，r为开环传递函数积分环节的数目，p₁,p₂...为传递函数的真正的极点，w_nj为传递函数的复杂的极点；加入前置滤波器F(s)对控制系统进行补偿，前置滤波器设计时保持增益值不变，通过改变零极点值求得前置滤波器的传递函数，如公式(3)所示：其中：K为系统的开环增益，z₁,z₂...为传递函数的真正的零点，w_ni为传递函数的复杂的零点，r为开环传递函数积分环节的数目，p₁,p₂...为传递函数的真正的极点，w_nj为传递函数的复杂的极点；步骤三：在QFT控制器的基础上，调节PID控制器的参数，使系统动态性能得到修正，PID参数调整采用Z‑N整定方法，具体整定方式如公式四所示：其中，k_m为系统开始振荡时的比例系数，ω_m为振荡频率。步骤四：将设计得到的复合并行控制器在系统中进行仿真分析，即可满足无人机对视轴稳定性的要求，且优于QFT单独控制的方法。