Trajectory optimization of tail-sitter considering speed constraints

Tail-sitters（垂直起降固定翼无人机）结合了固定翼无人机和垂直起降无人机的优点，在近年来得到广泛的设计和研究。随着现代无人机应用场景的变化，需要无人机具有快速机动的三维飞行能力。由于垂直起降固定翼无人机机身和机翼产生高度非线性的空气动力学，如何快速生成平滑可执行的轨迹是一个亟待解决的问题。我们通过限制垂直起降固定翼无人机的速度，通过微分平滑性消除轨迹生成过程中的微分动力学约束，并通过名为MINCO的最先进的轨迹生成方法分配轨迹的时间变量。由于我们将轨迹在时间上离散化，将车辆的速度约束转化为软约束，从而实现了垂直起降固定翼无人机在飞越任何给定航点时的最优时间轨迹。

论文旨在解决尾襟式飞行器的轨迹生成问题，如何快速生成平稳可执行的轨迹。

通过差分平坦性和MINCO轨迹生成方法，将速度约束转化为软约束，从而实现尾襟式飞行器通过给定航点的最优轨迹。

论文将速度约束转化为软约束，实现了时间最优轨迹；使用了MINCO轨迹生成方法；实验设计合理，结果良好。

最近相关研究包括：《Trajectory Tracking for a Tail-sitter UAV with Rotor Tilting Mechanism》、《A Hybrid Trajectory Planning and Control Approach for a Tail-Sitter UAV》等。