基于AirSim平台的无人机轨迹跟踪仿真

摘要

针对传统四旋翼无人机轨迹跟踪控制器精确度不够高、模拟仿真结果验证过程不够准确逼真的问题,基于AirSim仿真平台,通过对四旋翼无人机跟踪圆形期望轨迹进行仿真与分析,提出了一种基于遗传算法(genetic algorithrm,GA)、线性二次型调节器(linear quadratic regulator,LQR)和加速度补偿的轨迹跟踪优化策略。在使用加速度控制无人机飞圆形轨迹并使用LQR控制器对其轨迹跟踪的技术前提下,首先,计算出无人机的期望加速度并添加加速度补偿,可提高无人机做变加速运动的稳定性;然后,利用遗传算法优化线性二次型调节器的参数Q矩阵,可提高无人机轨迹跟踪控制器的精确度。仿真分析结果亦表明,优化调整后的LQR控制器使无人机轨迹跟踪控制结果与期望的圆形轨迹重合度更高,且在AirSim仿真平台的仿真结果直观可视,对四旋翼无人机的飞控算法方面的关键技术研究与验证具有一定重要意义。