基于DMPC的四旋翼无人机编队容错避碰避障控制

针对多四旋翼无人机编队在障碍环境中发生执行器加性故障的编队形成和保持问题,从在线滚动优化角度出发,设计了分布式模型预测控制方法。考虑到四旋翼无人机执行器加性故障的情况,引入Tube集约束以解决执行器故障引起的输入受限问题。同时,考虑到系统状态约束,通过引入自身和邻居四旋翼无人机的假设状态轨迹来设计代价函数。此外,考虑到多四旋翼无人机系统编队中的避障和避碰问题,设计了基于控制障碍函数的避碰避障飞行策略,以确保在执行器发生加性故障情况下,多四旋翼无人机系统能够安全地进行编队飞行。最后,通过对四架四旋翼无人机进行仿真验证,验证了该算法在无故障环境和有加性故障环境下编队控制的有效性和优越性。