用于过驱动倾转旋翼六旋翼轨迹跟踪的自适应非线性 MPC
摘要
全向微型飞行器（OMAVs）由于能够在保持稳定姿态的同时施加完整 wrench，更擅长执行环境交互任务。然而，OMAVs 常引入额外执行器与复杂机械结构以实现全向性。获取精确数学模型十分困难，且模型与真实物理系统之间的失配不可忽略。若使用非自适应模型预测控制器（MPC），较大的模型-对象失配会显著降级整体系统性能。本工作提出 -MPC，一种自适应非线性模型预测控制器，用于在存在模型不确定性与外部扰动时对过驱动倾转旋翼六旋翼进行精确的 6 自由度轨迹跟踪。-MPC 采用级联系统架构，其中标称 MPC 之后由 自适应控制器进行增强。所提方法在数值仿真以及带有 Gazebo 的 PX4 软件在环仿真中，针对非自适应 MPC、EKF-MPC 和 PID 方法进行了评估。与非自适应 MPC 相比，-MPC 将跟踪误差降低了约 90%，并且相较于 EKF-MPC 具有更低的跟踪误差、更高的不确定性估计速率以及更少的调参需求。我们将在 https://github.com/HITSZ-NRSL/omniHex 开源实现，包括经过硬件验证的 PX4 固件和 Gazebo 插件。
引用
@article{arxiv.2211.06762,
title = {Adaptive Nonlinear MPC for Trajectory Tracking of An Overactuated Tiltrotor Hexacopter},
author = {Yueqian Liu and Fengyu Quan and Haoyao Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06762},
year = {2026}
}
备注
(1) Eq. (10) sign error, inconsistent with Eq. (14). (2) Eq. (15) spurious Coriolis term (skips transport theorem). (3) typo before Eq. (21): _B{\omega}_dot_EKF?_B{\tau}_dot_EKF. (4) Sec. IV comparison lacks systematic tuning and does not support its claims. (5) the open-source release at github.com/HITSZ-NRSL/omniHex will not happen