刘丽丽，左继红，吴 军

(1.中南大学 信息科学与工程学院，长沙 410083; 2.湖南铁道职业技术学院，湖南 株洲 412001;3.长沙理工大学 电气与信息工程学院，长沙 410083)

基于RBF-ARX模型的四旋翼飞行器的预测控制

刘丽丽1,2，左继红1,2，吴 军1,3

(1.中南大学 信息科学与工程学院，长沙 410083; 2.湖南铁道职业技术学院，湖南 株洲 412001;3.长沙理工大学 电气与信息工程学院，长沙 410083)

四旋翼飞行器运行中具有不稳定、非线性和强耦合特性，较难建立其准确的数学模型，针对这个问题，提出了基于RBF-ARX模型的预测控制设计方法;RBF-ARX模型是线性自回归(Auto-Regressive eXogenous，ARX)模型和高斯径向基函数(Radial Basis Function，RBF)神经网络相结合设计的模型，可用于建立非线性系统的全局模型，描述非线性系统的非线性特征。预测控制算法根据系统输入、输出信号预测对象未来输出变化趋势，并将其与系统实际输出的误差反馈校正，使误差最小;该法首先建立四旋翼飞行器的RBF-ARX模型结构，就模型参数的辨识、优化给出了详细分析;并基于该模型设计了系统预测控制器，最后通过仿真和实时控制效果证实了该方法的可行性和有效性。

四旋翼飞行器；RBF-ARX模型；预测控制

0 引言

近年来四旋翼飞行器的型号多样化， 并广泛应用到很多领域[1]。 四旋翼飞行器以自身特点优于其他飞行器，如:具有优异的垂直起降能力，对起降环境适应性强[2];飞行姿态受控于机身的四个驱动电机，使飞行更加平稳[3];四旋翼飞行器无需额外的方向控制系统，其方向随着各个电机的速度改变而改变[4]。……