news 2026/7/27 2:21:45

【无人机巡航】基于线性与非线性模型预测控制(LMPC与NLMPC)实现三架四旋翼无人机编队轨迹跟踪功 考虑避障、硬性输入_状态约束及风扰因素附Matlab代码

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张小明

前端开发工程师

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【无人机巡航】基于线性与非线性模型预测控制(LMPC与NLMPC)实现三架四旋翼无人机编队轨迹跟踪功 考虑避障、硬性输入_状态约束及风扰因素附Matlab代码

✅作者简介:热爱科研的Matlab仿真开发者,擅长毕业设计辅导、数学建模、数据处理、算法改进、程序设计科研仿真。

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🍊个人信条:做科研,博学之、审问之、慎思之、明辨之、笃行之,是为:博学慎思,明辨笃行。

1. 相关介绍

在本项目中,我们将展示模型预测控制课程的最终控制设计作业成果,该作业严格遵循[1][2]中的指导原则。其目的在于整合课堂讲授与实验课所获知识,针对同一系统开发并应用两种不同的MPC控制方法——线性MPC与非线性MPC,并最终评估MPC在适用于该控制方法的应用场景中的有效性。 二、问题陈述 本研究的目标是实现对三架无人机的独立控制,使其达到预定控制目标,同时保持安全距离与俯仰角以避免碰撞并完成机动操作。 一、系统定义 鉴于非线性无人机系统的复杂性,我们选择采用更简化的模型进行研究。所采用模型如下:状态变量与控制变量由机器人的姿态信息(用x、y、 θ 表示)及其速度决定;控制输入定义为两个作用于机器人各自由度上的力。四旋翼无人机的控制输入包括左右电机产生的推力,这些力共同产生作用于无人机的合力与扭矩。

2. 运行效果展示

3. 部分代码呈现

clc

clear

close all

m=1;

s=tf('s');

G=1/(m*s^2);

figure

step(G)

grid on

title('Open-Loop Altitude Response')

xlabel('Time (sec)')

ylabel('Altitude')

4. 参考文献

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