模糊双级分数阶PI控制器

强风下姿态更稳

针对固定翼无人机在气动不确定性和风扰下的鲁棒姿态控制，提出一种混合模糊调谐双级分数阶PI(1+PDF)控制器，相比传统PID在强风下大幅降低误差与超调。

Kai, Guo · Li, Hao · Bai, Zhi · Li, Biao · Sai, Wang · 郭凯

Mechanics Based Design of Structures and Machines 2025

参数信息

横滚IAE降低率
44.7 %
横滚RMSE改善率
34.7 %
横滚超调降低率
65.2 %
俯仰IAE降低率
47.7 %
俯仰RMSE改善率
42.8 %
俯仰超调降低率
77.1 %

技术优势

强风下超调大降

模糊调谐实时调整分数阶积分与微分阶次，在强风扰动下将横滚超调降低65.2%，避免姿态大幅振荡。

误差累积更少

双级结构结合分数阶积分，对历史误差的记忆具有可变权重，使俯仰控制IAE降低47.7%，长时间飞行中累积误差更小。

省去手动调参

模糊逻辑根据风况自动调整控制器参数，无需在不同飞行条件下反复手工整定，降低部署门槛。

应用场景