基于MPC的无人机航迹跟踪控制器设计

• 作者: 王晓海 孟秀云 李传旭
• 来源期刊: 系统工程与电子技术
• 关键词: 模型预测控制 状态扩展 航迹跟踪 量子粒子群优化 扩张状态观测器 动态逆
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 制导、导航与控制|Guidance,Navigation and Control
• 页码范围: 191-198
• 页数: 8页
• 分类号: V279
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-506X.2021.01.23

摘要

针对固定翼无人机航迹跟踪问题,采用基于状态扩展的双反馈模型预测控制理论对控制器进行设计.首先推导基于侧向偏差的无人机侧向航迹跟踪模型,采用动态逆方法对模型进行线性化处理,在此基础上设计基于状态扩展的双反馈模型预测控制器,并采用量子粒子群优化(quantum particle swarm optimization,QPSO)算法对控制器参数进行优化,考虑无人机飞行过程中受到的未知干扰,引入扩张状态观测器(extended states ob-server,ESO)对干扰进行观测,进一步提高系统的鲁棒性,并结合实际工程应用对系统进行数学仿真.仿真结果表明,基于状态扩展双反馈模型预测控制的无人机侧向航迹跟踪控制器,能够在系统存在模型不确定性与受到动态干扰时对期望航迹进行准确、稳定的跟踪.