明示的非線形MPCと外乱オブザーバーを用いた小型ヘリコプターの追跡制御

小型ヘリコプターは、その独自の特性により、幅広い民間および軍事用途に非常に魅力的です。しかし、小型ヘリコプターの自律飛行は非常に困難であり、自然に不安定であり、強い非線形性や結合性を持ち、風や小さな構造の変動に非常に影響されやすいです。これらの問題に対処するために、非線形最適制御スキームが提案されました。これは、非線形モデル予測制御器（MPC）と非線形外乱オブザーバーから成ります。まず、すべての外乱が測定可能であるという仮定の下で、名目モデルに基づいたMPCの解析解が開発されます。次に、風の乱気流、モデル化されていない動力学、およびヘリコプターの動力学の変動によってもたらされる外力/トルクの影響を推定するために、非線形外乱オブザーバーが設計されます。合成制御器の全体的な漸近安定性は、安定性解析を通じて確立されています。風の突風下でのホバリングや非常に困難な回転を行う飛行テストが実施され、提案された制御スキームの性能が示されました。