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基于能耗优化的四旋翼无人机航迹规划:分段式高斯伪谱法
1
作者
欧阳权
徐罗旻
+3 位作者
杨继阳
薛雅丽
丛玉华
吕建威
《电光与控制》
北大核心
2025年第1期1-7,共7页
在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能...
在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能耗间耦合关系;其次,基于此模型,将考虑能耗优化的航迹规划问题转化为带约束的连续时间优化问题;最后,设计了分段式高斯伪谱法求解出优化航迹,其中通过滑动选取优化子区间的方法,在航点数量较多的复杂飞行任务中有效缩短了计算时间,同时提升了轨迹的平滑性和航点跟踪准确性。仿真和实验结果表明,与传统定航点飞行相比,所提算法能大幅降低飞行能耗,与常用优化算法相比,所提算法在保证能耗优化效果的同时,所需计算时间更短,航点跟踪精度更高。
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关键词
四旋翼无人机
能耗优化
航迹规划
分段式高斯伪谱法
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题名
基于能耗优化的四旋翼无人机航迹规划:分段式高斯伪谱法
1
作者
欧阳权
徐罗旻
杨继阳
薛雅丽
丛玉华
吕建威
机构
南京航空航天大学自动化学院
北京控制与电子技术研究所
出处
《电光与控制》
北大核心
2025年第1期1-7,共7页
基金
国家自然科学基金(61473144)
上海航天科技创新基金(SAST2022-013)。
文摘
在四旋翼无人机航迹规划中引入能耗优化策略以延长其飞行时间,能够显著提升其实用性和经济性。为此,提出了一种基于分段式高斯伪谱法的能耗最优航迹规划算法。首先,构建了四旋翼无人机运动学-能耗综合模型,能定量描述无人机运动学及能耗间耦合关系;其次,基于此模型,将考虑能耗优化的航迹规划问题转化为带约束的连续时间优化问题;最后,设计了分段式高斯伪谱法求解出优化航迹,其中通过滑动选取优化子区间的方法,在航点数量较多的复杂飞行任务中有效缩短了计算时间,同时提升了轨迹的平滑性和航点跟踪准确性。仿真和实验结果表明,与传统定航点飞行相比,所提算法能大幅降低飞行能耗,与常用优化算法相比,所提算法在保证能耗优化效果的同时,所需计算时间更短,航点跟踪精度更高。
关键词
四旋翼无人机
能耗优化
航迹规划
分段式高斯伪谱法
Keywords
quadrotor UAV
energy consumption optimization
trajectory planning
segmented Gaussian pseudospectral method
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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作者
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1
基于能耗优化的四旋翼无人机航迹规划:分段式高斯伪谱法
欧阳权
徐罗旻
杨继阳
薛雅丽
丛玉华
吕建威
《电光与控制》
北大核心
2025
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