大型植保无人机航行路径跟踪控制研究
Mechanical Engineering & Automation（2021）
Abstract
针对长航时、高载重量大型固定翼无人机用于植保作业任务时必须解决的航向保持和最小转弯半径约束问题,避免出现植被遗漏或者重复作业现象,通过建立无人机的运动学模型,确定无人机飞行过程中的空间位置,规划植保无人机的作业路径,基于DUBINS曲线原理设计了一条低能量消耗、高作业效率和安全的最优目标航行路径.为确保无人机按照目标轨迹飞行,基于制导理论和经典P ID控制算法,设计了P ID路径跟踪控制器,并运用模糊控制理论进一步优化.利用MATLAB/Simulink平台对控制精度的仿真结果表明:模糊PID路径跟踪控制器获得的航迹与参考轨迹的曲线段误差为0.01 m、直线段误差为0.001 m.模糊PID路径跟踪控制器在航迹角度、速度和方向控制方面较经典PID控制器误差更小,能够满足固定翼无人机航行路线的精确跟踪控制要求.
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