倾转-rotor 多旋翼无人机的非线性模型预测控制及可行控制分配
机器人学
2024-06-25 v2
摘要
本文提出了一种新的飞行控制框架，用于倾转-rotor 多旋翼无人机（MRUAVs）。倾转-rotor 设计提供了完全作动力，但由于作动力器的余量引入了控制分配的复杂性。我们提出了一种新方法，其中分配器与控制器紧密耦合，确保控制器生成的控制信号在车辆作动空间内是可行的。我们利用非线性模型预测控制（NMPC）实现上述框架，提供可行的控制信号并优化性能。这种统一的控制结构同时管理位置和姿态，从而消除了级联位置和姿态控制环路的需求。广泛的数值实验表明，我们的方法在高加速度轨迹和扰动抑制场景中显著优于基于线性二次型调节器（LQR）和滑动模控制（SMC）的常规技术，特别是在挑战性任务中，使该方法成为增强控制精度和鲁棒性的可行选择。
引用
@article{arxiv.2406.06130,
title = {Nonlinear Model Predictive Control of Tiltrotor Quadrotors with Feasible Control Allocation},
author = {Zeinab Shayan and Jann Cristobal and Mohammadreza Izadi and Amin Yazdanshenas and Mehdi Naderi and Reza Faieghi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.06130},
year = {2024}
}