基于混合空气动力学模型的尾座式无人机模型预测控制
机器人学
2023-12-25 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
尾座式无人机 (UAV) 的建模与控制具有挑战性，因为其混合翼身设计会产生复杂的非线性空气动力学效应，如机翼升力、机身阻力以及螺旋桨 - 机翼相互作用。因此，我们为四旋翼尾座式无人机设计了一种混合空气动力学建模方法和模型预测控制 (MPC) 方案。该混合模型由描述四旋翼动力学的 Newton-Euler 方程和学习剩余空气动力学效应的前馈神经网络组成。该混合模型以较低的计算成本表现出较高的预测精度，并被用于实现混合 MPC，以优化油门、俯仰角和滚转角进行位置跟踪。控制器性能在真实世界实验中得到了验证，与传统非线性 MPC 相比，跟踪误差减少了 57%。实验还引入了外部风扰，结果证实了控制器在这些条件下的鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2312.14453,
title = {Hybrid Aerodynamics-Based Model Predictive Control for a Tail-Sitter UAV},
author = {Bailun Jiang and Boyang Li and Ching-Wei Chang and Chih-Yung Wen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.14453},
year = {2023}
}