Segmented UAV Trajectory Optimization via Fifth-Order Polynomial Approximation and Analytical Optimal Control

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.48084/etasr.15905
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study aims to optimize the flight trajectory of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) with given final conditions. An approach for constructing the optimal UAV trajectory through successive sections using a fifth-degree polynomial approximation is presented. A mathematical model is developed that considers the features of using local inertial coordinate systems on each trajectory section. A motion optimization method is proposed based on minimizing the quadratic functional that characterizes both the accuracy of reaching specified points and the energy cost for control. The solution to the optimization problem is obtained using the analytical design of the optimal controller. The analytical synthesis is novel and yields closed-form expressions for the optimal control on each segment, ensuring minimum-energy trajectories that meet the specified waypoints exactly. The proposed approach is validated through a practical example and MATLAB/Simulink simulation, demonstrating accurate and stable path-following by a UAV.