基于ESKF-MPC的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

摘要：

四旋翼无人机的轨迹跟踪控制容易受到风扰和测量噪声的影响,针对上述问题,提出了一种基于扩展状态卡尔曼滤波(extended state based Kalman filter,ESKF)的模型预测控制(model predictive control,MPC)方法.首先,采用牛顿-欧拉方法建立风扰影响下的四旋翼无人机动力学模型;然后,位置控制采用基于误差模型的MPC方法,利用ESKF估计风扰并对控制量进行前馈补偿;采用反馈线性化方法将姿态动力学模型线性化,并设计基于ESKF-MPC的姿态控制器;最后,仿真结果表明测量噪声方差为0.0001时该方法的位置跟踪均方误差比自抗扰控制方法的误差小0.013 m,当方差大于0.0001时自抗扰控制方法使得系统不稳定,而本文的方法仍可以实现较好的位置跟踪.

关键词：四旋翼无人机、ESKF、模型预测控制、轨迹跟踪

所属期刊栏目：36

分类号：TP273+.2;V279+.2(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：24-32