摘要
四旋翼无人机?垂直着陆过程涉及高度瞬态的冲击动力学，这种动力学会在无人机机体上产生显著振动，尤其是在地形不平、地面接触不对称以及高冲击力着陆等不确定条件下。本研究针对配备四点式软着陆装置的四旋翼无人机，提出了一种高效的半主动振动控制框架。该无人机被建模为具有升沉、俯仰和横滚运动的三自由度刚体，而每个着陆架腿则由具有可自适应调节阻尼特性的等效弹簧-阻尼器机构来表示。为评估所提框架的有效性，分别在五种不同的着陆场景下对比研究了PID（比例-积分-微分）控制器、GA-PID（基于遗传算法的比例-积分-微分）控制器、Fuzzy-PID（基于模糊逻辑的比例-积分-微分）控制器以及ANFIS-PID（基于自适应神经模糊推理系统的比例-积分-微分）控制器。非线性着陆动力学通过基于状态空间的仿真模型在MATLAB/Simulink环境中实现。实验结果表明，与传统PID控制器相比，智能自适应控制方法能显著提升着陆稳定性并减少振动。在所有方法中，ANFIS-PID控制器的整体性能最佳。在最恶劣的着陆条件下，其峰值垂直位移从0.114米降至0.025米，最大俯仰角和横滚角也从大约11°降至接近2°。此外，系统稳定时间也从近10秒缩短至3秒以内。
