基于移动质量驱动的扰动感知式无人轻型气垫飞行控制
机器人学
2026-01-30 v1
摘要
无人气垫气球作为轻型空中系统（LTA），具有长续航和固有安全优势，但对风扰动极其敏感。基于最近的移动质量驱动技术进展，本文针对LTA平台缺乏扰动感知控制框架的问题，显式建模和补偿风险致效应。提出一种移动视窗估计器（MHE）用于推断实时风扰动，并将这些估计提供给模型预测控制器（MPC），以实现在各种风条件下对轨迹和航向的鲁棒调节。该方法利用两种自由度（2-DoF）的移动质量机制生成惯性和空气动力矩，用于姿态和航向控制，从而增强扰动易受环境下的飞行稳定性。 extensive flight experiments under headwind and crosswind conditions show that the integrated MHE-MPC framework significantly outperforms baseline PID control, demonstrating its effectiveness for disturbance-aware LTA flight.
引用
@article{arxiv.2601.21188,
title = {Disturbance-Aware Flight Control of Robotic Gliding Blimp via Moving Mass Actuation},
author = {Hao Cheng and Feitian Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.21188},
year = {2026}
}