고속 요 회전 중 무인 항공기의 안정적인 폐루프 평형 자세 오차 사분원 선택을 위한 새로운 방법

核心概念

모델 예측 선택(MPS) 기법은 성능 지표 함수를 최소화하여 무인 항공기의 안정적인 폐루프 평형 자세 오차 사분원을 실시간으로 선택한다.

摘要

이 논문은 무인 항공기(UAV)의 고속 요 회전 중 안정적인 폐루프(CL) 평형 자세 오차 사분원(AEQ)을 선택하는 새로운 방법인 모델 예측 선택(MPS)을 소개한다.

1. 서론:

• 쿼터니언 기반 제어 기법은 오일러 각도와 회전 행렬 기반 기법에 비해 장점이 많다.
• 그러나 쿼터니언 표현의 모호성으로 인해 두 개의 대칭적인 안정적인 CL 평형 AEQ가 존재한다.
• 이 두 평형점 중 어느 것을 선택하느냐에 따라 UAV의 성능이 크게 달라진다.

2. 동적 모델 및 연속 제어기:

• UAV의 축소 복잡도 강체 자세 동역학 모델을 소개한다.
• 기본 연속 제어기의 구조를 설명한다.
• CL 고정점과 안정성 분석을 수행한다.

3. 성능 문제 및 기준 제어기:

• CL 평형 AEQ 선택의 성능 문제를 설명한다.
• 기준 제어기인 부호 전환 제어기를 소개한다.

4. 모델 예측 선택:

• MPS 알고리즘을 소개한다.
• 성능 지표 함수를 정의하고, 유한 시간 창에서 가장 비용 효율적인 안정적인 CL 평형 AEQ를 선택한다.

5. 실시간 비행 실험:

• 실험 설정을 설명한다.
• 기준 제어기와 MPS 기반 제어기를 사용한 고속 요 추적 실험 결과를 제시한다.
• MPS 기반 제어기가 기준 제어기에 비해 평균 60.30% 성능 향상을 보였다.

6. 결론:

• MPS 기반 접근법의 적합성과 잠재력을 강조한다.

统计

요 각도 참조와 측정 신호 간의 차이는 MPS 기반 제어기가 기준 제어기에 비해 평균 60.30% 감소했다.

引用

없음

从中提取的关键见解

MPS

by Fran... 在 arxiv.org 03-13-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.07269.pdf

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