一种低成本可重复使用电动模型火箭的设计、最优制导与控制
机器人学
2021-03-09 v1
摘要
在过去十年中，自主垂直起降（VTOL）飞行器日益重要，因其可重复使用而降低任务成本。然而，其研发复杂，使得所需先进制导与控制（G & C）算法的基础实验验证也极为耗时与昂贵。本文提出一种廉价小型 VTOL 平台的设计，可由现成组件以低于 1000 美元构建。该飞行器设计模拟可重复使用运载火箭的第一级，使其成为 G & C 算法的理想测试床。为在上升与下降过程中控制飞行器，我们提出一种基于实时优化的 G & C 算法。其关键特性为实时最小燃料与自由末时最优制导，结合无偏跟踪模型预测位置控制器。该飞行器硬件设计与 G & C 算法已在室内外实验验证，展现出完全自主的可靠运行，且所有计算均在机载实时完成。
引用
@article{arxiv.2103.04709,
title = {Design, Optimal Guidance and Control of a Low-cost Re-usable Electric Model Rocket},
author = {Lukas Spannagl and Elias Hampp and Andrea Carron and Jerome Sieber and Carlo Alberto Pascucci and Aldo U. Zgraggen and Alexander Domahidi and Melanie N. Zeilinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.04709},
year = {2021}
}
备注
8 pages