This article proposes a novel control architecture using a centralized nonlinear model predictive control (CNMPC) scheme for controlling multiple micro aerial vehicles (MAVs). The control architecture uses an augmented state system to control multiple agents and performs both obstacle and collision avoidance. The optimization algorithm used is OpEn, based on the proximal averaged Newton type method for optimal control (PANOC) which provides fast convergence for non-convex optimization problems. The objective is to perform position reference tracking for each individual agent, while nonlinear constrains guarantee collision avoidance and smooth control signals. To produce a trajectory that satisfies all constraints a penalty method is applied to the nonlinear constraints. The efficacy of this proposed novel control scheme is successfully demonstrated through simulation results and comparisons, in terms of computation time and constraint violations, while are provided with respect to the number of agents.


翻译:本条提出一个新的控制结构,采用集中的非线性模型预测控制(CNMPC)控制多式微型飞行器(MAVs)计划。控制结构使用强化的国家系统来控制多个物剂,同时设置障碍和避免碰撞。优化算法是OPEE,采用准ximal 平均牛顿型最佳控制法(PANOC),为非convex优化问题提供快速趋同。目标是对每个物剂进行位置参照跟踪,而非线性限制则保证避免碰撞和顺利控制信号。产生一种符合所有限制因素的轨迹,对非线性限制适用一种惩罚方法。通过模拟结果和比较,在计算时间和约束违规方面,成功地展示了这个拟议的新控制办法的效力,同时提供了物剂数量。

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