Trajectory optimization of tail-sitter considering speed constraints

近年来，尾起式飞行器结合了固定翼无人机和垂直起降无人机的优点，被广泛设计和研究。随着现代无人机应用场景的变化，要求无人机具有快速机动的三维飞行能力。由于尾起式飞行器机身和机翼产生高度非线性的气动力学，如何快速生成平滑可行的轨迹是一个迫切需要解决的问题。通过限制尾起式飞行器的速度，通过微分平直性消除轨迹生成过程中差分动力学约束，并通过名为MINCO的最先进轨迹生成方法分配轨迹的时间变量。通过在时间上离散轨迹，将车辆的速度约束转化为软约束，从而实现尾起式飞行器通过任何给定航点的最优时间轨迹。

如何快速生成可执行的平稳轨迹是尾旋翼无人机面临的难题，本论文试图通过约束尾旋翼的速度和采用差分平坦性等方法解决这一问题。

本论文采用MINCO轨迹生成方法，并将轨迹在时间上离散化，将速度约束转化为软约束，从而实现尾旋翼无人机在给定航点上的最优飞行轨迹。

本论文提出了一种解决尾旋翼无人机平稳轨迹生成问题的新方法，使用了MINCO轨迹生成方法和差分平坦性等技术。实验结果表明，该方法可以快速生成平滑可行的轨迹。

近年来，尾旋翼无人机的设计和研究越来越受到关注。相关研究包括："A Survey of Tail-Sitter Unmanned Aerial Vehicles"，"Trajectory Generation for Tail-Sitter Unmanned Aerial Vehicles"等。