首页 > 其他分享 >【论文】基于MPC的路径跟踪

【论文】基于MPC的路径跟踪

时间:2023-06-03 23:34:06浏览次数:40  
标签:cm 路径 MPC LMPC RMSE NMPC 论文 controller

mpc论文归纳

《Linear vs Nonlinear MPC for Trajectory Tracking Applied to Rptary Wing Micro Aerial Vehicles》

Abstract

this paper discusses about the applications of precise trajectory tracking in cluttered environment or under disturbances when MAVs work. So this paper presents a comparison between classical linear model predictive controller(LMPC) against advanced nonlinear model predictive controller(NMPC).

Introduction

The goal of this comparison is to emphasis the benefits and drawbacks of considering the full system dynamics in terms of performance improvement,disturbance rejection and computation effort.

To achieve high performance with the cascade approach(级联法),it is necessary to account for the inner-loop dynamics(内循环动力) in the trajectory tracking controller.

Some researchers have found that PID controller was performing better than an LQ controller(回授控制、线性二次).

hierachical(分层的)

aerodynamic drag model(气动阻力模型)

Gaussian Process(高斯过程)

MAV Model

name meaning
I the world fixed inertial frame
B the body fixed frame
v the vehicle velocity in inertial frame
$$\omega$$ the body angular rate
CoG the Center of Gravity
$$R_{IB}$$ the vehicle orientation
$$F_{T,i}$$ generated thrust
$$M_i$$ moment
kd lumped drag coefficient

Each propeller generates thrust proportional to the square of the propeller rotation speed and angular moment due to the drag force :由于阻力,每个螺旋桨产生的推力与螺旋桨转速和角力矩的平方成正比

image-20220302232822684

image-20220302231436805

closed-loop attitude model(闭环姿态模型)

dynamic maneuvers(动态动作)

blade flapping(叶片拍打)

induced drag(诱导阻力)

damping(阻尼)

lumped drag coefficient (总阻力系数)

in

OCP optimal control problem

RMSE 均方根误差

Extended Kalman Filter (EKF)

LINEAR MPC

To achieve a better tracking performance of dynamic trajectories, this paper includes a feed-forward term by setting the reference control input.

there are so many formulations,so I don't want to repeatedly present those.

NONLEAR MPC

this approach can gains a particular attention recently to address optimal control problems.

摘要

本文讨论了精确轨迹跟踪在 MAV 工作时在杂乱环境或干扰下的应用。 因此,本文将经典的线性模型预测控制器 (LMPC) 与先进的非线性模型预测控制器 (NMPC) 进行比较。

介绍

对比了LMPC和NMPC,这种比较的目的是强调考虑整个系统动力学在性能改进、抗干扰和计算工作方面的优点和缺点。 为了使用级联法实现高性能,有必要在轨迹跟踪控制器中考虑内循环动力(inner-loop dynamics)。

比较

条件 LMPC NMPC
Hovering under no external disturbance RMSE is 1.84cm RMSE is 2.05cm
Hovering under external wind of 11m/s RMSE is 2.7cm RMSE is 2.5cm
Step Response rise time is 1.6s and overshoot percentage is 1.98% rise time is 1.0s and overshoot percentage is 1.98%
Aggressive Trajectory tracking RMS is 10.8cm RMS is 7.1cm
Computation effort an average solve time of 2.35 ms an average solve time of 0.45 ms

从以上三个方面可以表现出,NMPC比LMPC在复杂环境干扰、阶跃反应、路径跟踪和计算时间中有着更好的表现。

标签:cm,路径,MPC,LMPC,RMSE,NMPC,论文,controller
From: https://www.cnblogs.com/copy2000/p/17454965.html

相关文章

  • JAVA的springboot+vue医疗预约服务管理信息系统,医院预约管理系统,附源码+数据库+论文+P
    1、项目介绍会员制医疗预约服务管理信息系统是针对会员制医疗预约服务管理方面必不可少的一个部分。在会员制医疗预约服务管理的整个过程中,会员制医疗预约服务管理系统担负着最重要的角色。为满足如今日益复杂的管理需求,各类的管理系统也在不断改进。本课题所设计的是会员制医疗......
  • 【ChatGPT功能挖掘】论文绘图救星!
    前言今天分享一个使用ChatGPT来解决绘图没有思路、不知如何下手的问题!注意看!全文干货,无废话!ChatGPT上下文记忆功能首先要分享的是ChatGPT上下文记忆功能,什么意思?就是ChatGPT是有记忆和你之前对话的能力,在一个会话中它可以基于你之前问过问题的答案对你下面的回答进行回复的。下面用......
  • 2023-06-03 hexo路径出现%7C%7
    该问题是由一个sidebar.swig文件引起的解决方案:打开你的博客\themes\hexo-theme-next\layout\_macro在里面找到sidebar.swig文件,把判断代码去掉修改前:{%ifconfig.archive_dir!='/'andsite.posts.length>0%}<divclass="site-state-itemsite-state-posts">......
  • 基于JAVA的springboot篮球论坛系统,附源码+数据库+论文+PPT
    1、项目介绍考虑到实际生活中在篮球论坛方面的需要以及对该系统认真的分析,将系统权限按管理员和用户这两类涉及用户划分。(a)管理员;管理员使用本系统涉到的功能主要有:首页、个人中心、用户管理、篮球论坛、系统管理等功能。管理员用例图如图3-1所示。(b)用户;用户使用本系统......
  • [重读经典论文] FPN及PAN
    1.FPN1.1.FPN简介特征金字塔,全称FeaturePyramidNetworks,由Tsung-YiLin等2017年在论文《FeaturePyramidNetworksforObjectDetection》中提出,它的主要目标是解决在不同尺度上进行目标检测和分割时的信息丢失和分辨率不匹配的问题。FPN的框架可以总结为,为了在多尺度上建......
  • 论文解读 | IROS 2021 | PTT:用于点云中3D单对象跟踪的点-轨道-变压器模块
    原创|文BFT机器人01背景在自动驾驶、机器人导航和增强现实等领域,3D单目标跟踪是一个重要的问题。传统的方法通常使用基于图像或激光雷达数据的2D或3D物体检测器来检测和跟踪目标。然而,这些方法通常需要大量的计算资源,并且对于复杂场景中的小目标或遮挡目标表现不佳。3D单目标跟......
  • CALL n10s.rdf.import.fetch('~/env/datas/marvel.nt', 'N-Triples')路径应该如何定义
    在Neo4j中使用n10s.rdf.import.fetch()函数导入RDF数据时,路径的定义方式取决于你运行Neo4j数据库的操作系统和文件系统的配置。在给定路径之前,请确保你具有适当的文件系统权限。以下是路径定义的示例:在Windows上:CALLn10s.rdf.import.fetch('file:///C:/Users/YourUsername/e......
  • 毕业设计论文--外文翻译:JSP技术简介
    作者主页:编程指南针作者简介:Java领域优质创作者、、多年架构师设计经验、腾讯课堂常驻讲师主要内容:Java项目、毕业设计、简历模板、学习资料、面试题库、技术互助文末获取源码   在编写计算机论文时,学校一般都有对外文参考文献的要求,并要求选取一篇进行翻译,以作编写论文的参考......
  • 基于arx模型的MPC预测控制器simulink仿真
    1.算法仿真效果matlab2022a仿真结果如下: 2.算法涉及理论知识概要        arx模型是一种重要的时间序列分析模型,能够用来描述实际应用中的许多问题,在经济、电力系统、车辆驾驶、医疗、信号处理等领域都有着广泛的应用。因此,基于arx模型的相关理论和方法受到了大量关......
  • m基于MPC模型预测的网络控制系统simulink仿真
    1.算法仿真效果matlab2022a仿真结果如下: 2.算法涉及理论知识概要       随着通信网络和信息理论的迅速发展,网络控制系统引起了研究人员和工程师的兴趣。众所周知,网络控制系统是一个非常具有挑战性和前景的研究领域。因此,网络控制系统(NCS)实现了传感器,控制器和执行器......