四旋翼无人机滑模-CPCMAC联合控制半物理仿真系统

针对四旋翼无人机强耦合、欠驱动、非线性等特点，以及在实际飞行过程中极易受到干扰的问题，对四旋翼无人机动力学模型进行分析，提出了一种基于联合的四旋翼无人机姿态控制算法，并在此基础上设计了四旋翼无人机半物理仿真系统。首先，针对非线性系统设计滑模控制器，选择跟踪航迹和翻滚角设计位置控制率和姿态控制率。其次，滑模控制器在实际应用中易产生震荡，利用基于信用积分的小脑模型神经网络(CPCMAC)来学习滑模控制的方式。最后，搭建基于LabVIEW的控制站，同Matlab/Simulink进行数据收发控制。仿真结果表明，在跟踪目标相同时，提出的四旋翼无人机滑模-CPCMAC联合控制相比于传统的比例积分微分(PID)控制和积分反步法控制优势明显，能够抑制超调和余差，在快速性和鲁棒性方面都更加优越。同时，构建的四旋翼无人机半物理仿真平台能清晰反馈出无人机参数的变化，应用预留的参数接口和地面控制站，降低了无人机飞控算法的开发难度，提高了开发效率，具有明显的实用价值。