【控制】基于MPC和LQR实现旋翼飞行器的数据驱动控制策略附matlab代码
2026/5/10 22:14:55 网站建设 项目流程

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🔥 内容介绍

一、引言

旋翼飞行器因其独特的垂直起降和悬停能力,在航拍、物流配送、农业植保等领域得到广泛应用。然而,旋翼飞行器具有高度非线性、强耦合以及不确定性等特点,实现精确控制颇具挑战。模型预测控制(MPC)和线性二次型调节器(LQR)作为经典的控制策略,结合数据驱动的方法,能有效应对这些挑战,提升旋翼飞行器的控制性能。

二、旋翼飞行器系统特性

(一)动力学模型

旋翼飞行器的运动可分解为平移运动和旋转运动,涉及六个自由度。其动力学模型通常表示为:

三、数据驱动方法

(一)数据采集

在飞行器飞行过程中,通过机载传感器(如加速度计、陀螺仪、GPS 等)采集数据。采集的数据包括飞行器的状态信息(位置、速度、姿态角、角速度等)以及控制输入(旋翼的转速或电机的控制信号)。为了涵盖飞行器的各种飞行状态,数据采集应在不同的飞行模式(悬停、起飞、降落、巡航等)下进行。

(二)建模

  1. 系统辨识:基于采集的数据,运用系统辨识方法建立飞行器的线性时变(LTV)模型或非线性模型。例如,采用子空间辨识算法可得到飞行器的 LTV 模型:

⛳️ 运行结果

🔗 参考文献

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