Zastosowanie metody kontrakcji dynamicznej w sterowaniu bezzałogowym obiektem latającym typu quadrotor

• Autorzy: Czyba R. , Szafrański G.

Warianty tytułu

EN

Application of Dynamic Contraction Method for unmanned aerial vehicle type quadrotor control

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono syntezę podukładu stabilizacji i regulacji położenia kątowego platformy latającej VTOL (ang. Vertical Take Off and Landing) typu quadrotor. Głównym celem pracy jest zastosowanie metody kontrakcji dynamicznej DCM (ang. Dynamic Contraction Method) do sterowania bezzałogowym obiektem latającym oraz sprawdzenie realizowalności takiego sterowania na obiekcie rzeczywistym. W pracy przedstawiono model dynamiki quadrotora, a następnie omówiono zastosowane prawo sterowania. W kolejnej części przedstawiono strukturę układu regulacji oraz omówiono budowę stanowiska testowego. Zaprezentowano wyniki przeprowadzonych doświadczeń, które wykonano w układzie zamkniętym z zaprojektowanym układem sterowania.

EN

The problem of attitude stabilization and robust regulation of an indoor unmanned aerial vehicle, known as a quadrotor, is considered. This paper presents the design of continuous-time controller based on Dynamic Contraction Method. The control task is formulated as a tracking problem of Euler angles, where desired output transients are accomplished in spite of incomplete information about varying parameters of the system and external disturbances. The resulting controller is a combination of a low-order linear dynamical system and a subsystem which accomplishes an algorithm of quadrotor control. The experiment results for tracking a reference signal are presented, and confirm the effectiveness of the proposed method and theoretical expectations.

Słowa kluczowe

PL

bezzałogowy obiekt latający; platforma latająca; platforma pionowego startu i lądowania; metoda kontrakcji dynamicznej; układ sterowania; sterowanie obiektem latającym

EN

unmanned air vehicle; UAV; flying platform; Vertical Take Off and Landing; VTOL; dynamic contraction method; control system; control of flying object

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 83(279), nr 3
• Strony: 15--25
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Czyba R.

autor

Szafrański G.

• Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Castillo P., Lozano R., Dzul A.E.: Modelling and control of mini-flying machines, Springer-Verlag, London 2005.
• [2] Czyba R., Błachuta M.: Dynamic contraction method approach to robust longitudinal flight control under aircraft parameters variations, Proc. of the AIAA Guidance, Navigation and Control Conference, USA 2003.
• [3] Tayebi A., McGilvray S.: Attitude stabilization of a VTOL quadrotor aircraft, IEEE Trans. on Control Systems Technology, vol. 14, no 3, 2006, s. 562-571.
• [4] Valavanis K.P.: Advances in unmanned aerial vehicles, Springer-Verlag, The Netherlands 2007.
• [5] Yurkevich V.D.: Design of nonlinear control systems with the highest derivative in feedback, World Scientific Publishing, 2004