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螺旋桨倾斜混合式无人机的非线性模型预测控制与制导。 (英语) Zbl 1478.93161号

摘要:混合动力无人机(UAV)提供了旋转翼(RW)的垂直起降(VTOL)能力和固定翼(FW)飞行器的高效前向飞行的有趣组合。所雇佣的控制器必须能够处理高度非线性动力学和由此组合产生的不断变化的控制权限,特别是在两种飞行模式之间的转换期间。本文设计了一种非线性模型预测控制(MPC)结构,并将其应用于倾转旋翼无人机。实现了全飞行包络轨迹跟踪和飞机VTOL和FW特性的优化利用。一种常见的方法是为飞行包线中的各种配平点设计一组稳定的控制器,并利用增益调度(GS)或控制器混合,以便为给定的飞行配置选择合适的控制律。本文提出了一种统一的控制方法。设计了一种非线性MPC结构,并将其应用于倾转旋翼敞篷无人机,推导并给出了其非线性模型。因此,无需控制器切换或调度策略,即可实现全飞行包络轨迹跟踪和飞机VTOL和FW特性的优化利用。拟议的多级控制分配以连续的方式处理执行机构不断变化的控制权限,并在螺旋桨、倾斜伺服和控制面之间有效地分配所需的控制动作。在实际飞行实验中,成功地评估了这种新型控制方法的可行性和性能。给出了与最新方法进行比较的仿真结果。

MSC公司:

93B45码 模型预测控制
93立方厘米 控制理论中的非线性系统
93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
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