Подробное описание документа

Абдулфаттах Зейтун, Новичков В. М.
   Интеграция нелинейного модельного предиктивного управления и расширенного фильтра Калмана для точных сельскохозяйственных дронов с компенсацией изменяющейся массы полезной нагрузки / Абдулфаттах Зейтун, Новичков В. М. // Теория и реализация информационных систем : сборник статей 1-ой Международной научной конференции (Москва, 15 мая 2025 года) / МГТУ им. Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет) ; общ. ред. Кулик А. А. - М., 2025. - С. 145-153.

В статье представлена адаптивная система управления для сельскохозяйственных опрыскивающих дронов, которая объединяет нелинейное управление прогнозированием модели (NMPC) с наблюдателем расширенного фильтра Калмана (EKF) для компенсации, изменяющейся во времени массы полезной нагрузки. EKF объединяет данные IMU, GPS для надежной оценки состояний и прогнозирования эффектов потери массы на динамику полета. Фреймворк NMPC–EKF адаптируется к шуму датчика, возмущениям ветра и временным отключениям, превосходя контроллеры, работающие только с ПИД и NMPC. Моделирование демонстрирует точность отслеживания менее сантиметра, 50%-ое сокращение химикатов и значительно большую продолжительность полета. Эти результаты подтверждают перспективность системы для масштабируемого, автономного точного земледелия
с повышенной эффективностью и устойчивостью.
Ключевые слова: нелинейная модель предиктивного управления (NMPC), расширенный фильтр Калмана (EKF), проектирование наблюдателя, оптимальное управление, предиктивное управление, интегрирование Рунге-Кутты