基于在线高斯模型驱动MPC的四旋翼轨迹跟踪控制

作     者：叶大鹏 陈书达 张之得 YE Dapeng;CHEN Shuda;ZHANG Zhide

作者机构：福建农林大学机电工程学院福建福州350100 

出 版 物：《飞行力学》 (Flight Dynamics)

年 卷 期：2025年第43卷第1期

页      面：56-62页

学科分类：08[工学] 081105[工学-导航、制导与控制] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：福建省中青年教师教育科研项目资助(JAT210082) 

主　　题：四旋翼 模型预测控制 数据驱动 高斯过程回归 轨迹跟踪 

摘      要：针对四旋翼飞行器轨迹跟踪控制中模型预测控制(MPC)的标称模型不确定问题,提出了一种基于在线高斯过程回归模型增强的模型预测控制(OGP-MPC)方法,利用在线高斯过程回归(OGP)模型补偿标称模型的动力学误差。设计了一种新的在线GP模型更新框架,通过引入子GP模型对新数据进行预处理,提高数据质量,进而迭代更新主GP模型参数,以实现自适应动力学模型误差补偿。仿真结果表明,相比传统MPC和GP-MPC,所提方法在圆形轨迹下的模型精度和跟踪精度提升均超过16%,空间曲线轨迹下提升超过5%。