农业机械学报

作者：苏中滨，张磊磊，马铮，高睿

单位：东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,东北农业大学,

关键词：自转旋翼机;自动控制;二自由度;PID;粒子群算法;模拟退火算法

基金：黑龙江省“百千万”工程科技重大专项（2019ZX14A04）和国家重点研发计划项目（2016YFD0300610）

针对传统无人自转旋翼机自动控制采用一自由度PID和优化算法相结合，因自转旋翼机的响应滞后特性，一自由度PID不能同时满足快速响应和抑制干扰的问题，提出基于粒子群算法和模拟退火算法的二自由度PID控制器，同时设计前馈控制器的降噪方法，实现对无人自转旋翼机的有效控制。通过搭建Matlab仿真模型验证其可行性，其仿真结果表明本研究中算法相对于传统一自由度PID控制响应速度较快，前馈控制器能有效地抑制外部干扰，鲁棒性强，且系统响应速度快，响应时间提升约11%，响应精度更高，收敛误差小，约是传统PID的1/6，控制系统更稳定。同时在2种不同飞行环境下实际飞行实验验证了基于PSO-SA的二自由度PID控制器可行性，可为无人自转旋翼机在农业航空领域中的应用提供理论基础。

来源：2022年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

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