基于模型预测控制的直升机轨迹跟踪控制

摘要

针对直升机在实际任务中对轨迹精确控制的实际需求,提出基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的直升机轨迹跟踪算法.轨迹控制的整体方案采用分层的架构:底层对直升机的速度以及姿态进行调节,顶层通过实施MPC算法对底层的姿态和速度指令进行调度,以期实现直升机轨迹的精确控制.通过分段MPC方法,有效降低了优化问题求解的复杂度.针对响应动态的不确定性,采用基于min-max原则的MPC参数整定法,保证了算法的鲁棒性.仿真案例对方法的有效性进行了验证,结果表明提出的方法控制精度高,计算代价合理,具有工程推广应用的前景.