具有有界侧向加速度的无人机路径跟随制导
系统与控制
2026-03-31 v1 机器人学
系统与控制
摘要
本文研究了在显式执行器约束下无人机的三维路径跟随制导问题。与传统方法假设控制输入无界或启发式处理饱和不同，所提出的方法将有限侧向加速度直接纳入制导设计中。采用基于嵌套饱和控制的非线性制导框架。所提出的制导策略在保证控制输入有界的同时，确保航迹偏差指数收敛至零。该表述适用于一般光滑路径，并通过路径切线坐标系系统地从平面推广至三维场景。基于李雅普诺夫理论的严格稳定性分析建立了闭环系统的收敛性与可行性。针对直线、圆形和正弦曲线等典型路径的数值仿真表明，与现有制导律相比，所提方法在跟踪性能、控制效率和抗干扰能力方面均具有优越性。设计简洁且与实用执行器限制兼容，适用于实际无人机应用。
引用
@article{arxiv.2603.27177,
title = {Path-Following Guidance for Unmanned Aerial Vehicle with Bounded Lateral Acceleration},
author = {Vinay Kathiriya and Saurabh Kumar and Shashi Ranjan Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.27177},
year = {2026}
}