【摘 要】
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分数阶微积分理论诞生于300多年前,而分数阶控制理论却是一个全新的概念。但是,随着分数阶微积分理论的不断发展,越来越多的专家和学者注意到分数阶控制理论对于系统建模和系
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分数阶微积分理论诞生于300多年前,而分数阶控制理论却是一个全新的概念。但是,随着分数阶微积分理论的不断发展,越来越多的专家和学者注意到分数阶控制理论对于系统建模和系统控制的优越性。本文从分数阶微积分理论出发,研究了分数阶微积分算子的近似化方法和控制器的设计原理及参数整定方法,对无人机飞行姿态控制系统设计了相应的控制器,旨在提高飞行控制系统的稳定性及鲁棒性。首先针对无人机的纵向和横侧向姿态控制系统模型,利用相位裕度法和系统开环传递函数Bode图在截止角频率ωc附近相对平坦(Flat-phase)的增益鲁棒的方法设计不同的控制器；然后利用MATLAB仿真平台,得到不同控制系统的频域和动态响应特性；最后通过大量的仿真结果对比分析,表明在系统增益发生变化和存在外界环境干扰的情况下,分数阶控制系统能够有效地保障系统稳定性及鲁棒性。验证了本文设计的分数阶PID控制器针对无人机的姿态控制系统而言是有效的。
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