无人机的 Lie 群控制架构：基于 SE2(3) 方法的仿真与硬件比较
机器人学
2025-11-20 v1
摘要
本文 presents了一种集成和实验验证的先进四旋翼机控制策略，基于 Lie 群。我们发展于最近的 SE2(3) 基于控制理论，引入一种新型 SE2(3) 模型预测控制器 (MPC)，将最优控制的预测能力和约束处理与 Lie 群形式化的几何特性相结合。我们将该 MPC 与最新 SE2(3) 基于 LQR 方法进行评估，仿真中获得了相当的性能。该两种控制器都被部署在 Quanser QDrone 平台上进行比较，并与一种行业标准控制架构进行比较。结果表明，SE2(3) MPC 在各种场景下实现了优越的轨迹跟踪性能和鲁棒性。这一工作证明了 Lie 群控制器的实际有效性，并就其对系统行为和实时性能的影响提供了比较性见解。
引用
@article{arxiv.2511.15023,
title = {Lie Group Control Architectures for UAVs: a Comparison of SE2(3)-Based Approaches in Simulation and Hardware},
author = {Dimitria Silveria and Kleber Cabral and Peter Jardine and Sidney Givigi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.15023},
year = {2025}
}