空中机器人多模态控制研究  

On Multi-model Control of Aerial Robotics

作　　者：李坚强[1] 裴海龙[2] 

机构地区：[1]深圳大学计算机与软件学院,广东深圳518060 [2]华南理工大学自动化科学与工程学院,广东广州510641

出　　处：《控制工程》2010年第3期393-396,共4页Control Engineering of China

基　　金：国家自然科学基金资助项目(60374036;60574004);高校博士点基金资助项目(20040561031);广东省自然科学基金资助项目(7301329;7301315)

摘　　要：研究空中机器人(小型无人直升机)的约束优化控制问题。对小型无人直升机的非线性系统模型进行系统约简,建立混合系统的分段仿射系统模型,针对该问题求解中遇到的在线计算量大,不利于实时控制等问题,提出利用多参数二次规划离线计算出混合系统最优控制律的方法。基于多参数二次规划的方法,在最大可控不变集的可行域内进行显式优化控制器设计,通过反向动态规划,求出对应每一步的优化解,从而求得不变集作为可行域的优化解。通过实际参数的系统仿真,证明了方法的有效性。The constrained optimal control problem of aerial robotics is studied.The nonlinear system model of small unmanned helicopter is abstracted,and the piece-wise affine hybrid system model is presented.To the complexity of on-line comupation,an explicit optimal controller for hybrid systems based on multi-parametric quadratic programming（mp-QP） is proposed.The feasible domain which is the maximal controlled invariant sets is partitioned in backward dynamic programming by mp-QP method.At each step,the one-step reachable sets are computed,the optimal control laws are constructed to the corresponding regions,and the explicit optimal controller is abtained.Simulation results show the effectiveness of the proposed method.

关 键 词：空中机器人 混合系统 不变集 多参数二次规划 显式控制器 

分 类 号：TP27[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]