基于自适应神经网络的无人机PID控制器研究
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作者:
作者单位:

1南昌理工学院,计算机信息工程学院,江西,南昌,330044 2 华为技术有限公司,广东,深圳,518129 3 宁夏大学,物理与电子电气工程学院,宁夏,银川,750021

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TP319

基金项目:

江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ191016);江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ171050)


Research on PID controller of UAV Based on adaptive neural network
Author:
Affiliation:

1 College of Computer Informtion and Engineering, NanChang Institute of Technology, NanChang, JiangXi, 330044 2 Huawei Technologies Co. Ltd, ShenZhen, Guangdong, 518129 3 College of physics and electronic electrical engineering, Ningxia University, Yinchuan, Ningxia, 750021

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    摘要:

    为了提高PID控制器对系统的稳定性,并减少控制误差,提出一种自适应神经网络PID控制器。首先,在离散时间模型中开发PID控制器,以减少在连续时间中设计控制器所带来的问题。然后,定义一个自适应神经网络,调整控制增益,以实现导航任务过程中六旋翼无人机(UAV)的跟踪误差最小化。利用梯度下降方法对PID控制器的重要参数进行整定。此外,通过卡尔曼滤波对传感器测量值进行过滤,以提高在线自适应的性能。实验结果验证了所提控制器的优越性,绝对值误差积分(IAE)为2.576×103,时间绝对值误差积分(ITAE)为5.152×105。两个误差指标均低于经典PID控制器一个数量级。

    Abstract:

    To improve the stability of PID controller to the system and reduce the control error, an adaptive neural network PID controller is proposed. Firstly, PID controller is developed in discrete-time model to reduce the problems of controller design in continuous time. Then, an adaptive neural network is defined to adjust the control gain to minimize the tracking error of the UAV during the navigation mission. The important parameters of PID controller are adjusted by gradient descent method. In addition, Kalman filter is used to filter the measured values of sensors to improve the performance of on-line adaptive. The experimental results verify the effectiveness of the proposed controller. The integral of absolute error (IAE) is 2.576×103, and The integral multiplied time of absolute error (ITAE) is 5.152×105. Both indexes are one order of magnitude lower than the classical PID controller.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

范怡敏,罗云飞,魏春英.基于自适应神经网络的无人机PID控制器研究[J].电子测量技术,2021,44(9):163-167

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