基于ESKF-MPC的四旋翼无人机轨迹跟踪控制

作     者：杨艳华 吕童 柴利 Yang Yanhua;Lyu Tong;Chai Li

作者机构：武汉科技大学冶金自动化与检测技术教育部工程研究中心武汉430081 

基　　金：国家自然科学基金(61703314 61625305 62073328)项目资助 

出 版 物：《电子测量与仪器学报》 (Journal of Electronic Measurement and Instrumentation)

年 卷 期：2022年第36卷第7期

页      码：24-32页

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。

主 题 词：四旋翼无人机 ESKF 模型预测控制 轨迹跟踪 

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械学] 0835[0835] 080201[080201] 

核心收录：

D　O　I：10.13382/j.jemi.B2104717

馆 藏 号：203114443...