基于MPC的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统

来源：计算机测量与控制杂志2021年第8期北京时间：

作者：冯强,齐伟

单位：西安明德理工学院

摘要：目前研究的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统跟踪过程不稳定，导致跟踪结果不准确。为了解决上述问题，基于MPC设计了一种新的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统。通过空中飞行控制器、地面控制器和人工干预器实现了无人机航线的跟踪控制。空中飞行控制器主要功能为确保无人机按既定航线飞行，涉及硬件主要有GPS导航定位模块、姿态评估模块（MTI）、飞行控制系统计算机，显示模块等。地面控制器主要功能为对周围飞行环境进行探测，规避这些障碍物规划出安全航线，传输至空中自主飞行控制系统，涉及硬件包括无线通讯的数据连接电路和地面终端控制模块。人工干预模块能对飞行过程中发生的意外情况进行人工干预以避免突发情况造成危险，主要硬件有Futaba控制器和配套的 RS5803 接收机器。以VS2010为开发环境，利用C++软件设计软件流程。实验结果表明，基于MPC的四旋翼无人机航迹跟踪控制系统能够有效提确保跟踪控制过程的稳定性，提高控制结果准确性。

关键词：MPC;四旋翼无人机;航迹跟踪;跟踪控制;控制系统

基金资助：陕西省教育厅专项科学研究项目（编号：17JK1141）