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Accès ouvert déclaré 2025 article

A Hierarchical PSMC–LQR Control Framework for Accurate Quadrotor Trajectory Tracking

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Rattachement africain : cn. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Accurate trajectory tracking of quadrotor UAVs remains challenging due to highly nonlinear dynamics, model uncertainties, and time-varying external disturbances, which make it difficult to achieve both precise position tracking and stable attitude regulation under control constraints. To tackle these coupled problems, this paper develops a hierarchical control framework in which the outer-loop particle swarm optimization (PSO)-compensated model predictive controller (PSMC) adaptively mitigates prediction errors and enhances robustness, while the inner-loop enhanced linear quadratic regulator (LQR), augmented with gain scheduling and control-rate relaxation, accelerates attitude convergence and ensures smooth control actions under varying flight conditions. A Lyapunov-based stability analysis is conducted to ensure closed-loop convergence. Simulation results on a helical reference trajectory show that, compared with the conventional MPC-LQR baseline, the proposed framework reduces the mean tracking errors by more than 13.2%, 17.1%, and 28% in the x-, y-, and z-directions under calm conditions, and by more than 34%, 26.2%, and 46.8% under wind disturbances. These results prove that the proposed hierarchical PSMC-LQR framework achieves superior trajectory tracking accuracy, strong robustness, and high practical implement ability for quadrotor control applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A Hierarchical PSMC–LQR Control Framework for Accurate Quadrotor Trajectory Tracking
Date Crossref
18/11/2025
Éditeur
MDPI AG
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Civil Aviation Flight University of China Institute of Electronic and Electrical Engineering pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la notice
    Organisme public
  • Institute of Electrical Engineering pays non établi dans la notice
    Structure de recherche
  • University of Chinese Academy of Sciences pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure

Institute of Electronic and Electrical Engineering — Civil Aviation Flight University of China, Chinese Academy of Sciences et Institute of Electrical Engineering, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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