Published January 1, 2016
| Version v1
Publication
Open
Quadcopter Aggressive Maneuvers along Singular Configurations: An Energy-Quaternion Based Approach
Description
Automatic aggressive maneuvers with quadcopters are regarded as a highly challenging control problem. The aim is to tackle the singularities that exist in a vertical looping maneuver. Modeling singularities are resolved by writing the equations-of-motion of the quadcopter in quaternion form. Physical singularities due to underactuation are resolved by using an energy-based control. Energy-based control is utilized to overcome the uncontrollability of the quadcopter at physical singular configurations, for instance, when commanding the quadcopter to gain altitude while pitched at90∘. Three looping strategies (circular, clothoidal, and newly developed constant thrust) are implemented on a nonlinear model of the quadcopter. The three looping strategies are discussed along with their advantages and limitations.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تعتبر المناورات العدوانية التلقائية مع المروحيات الرباعية مشكلة تحكم صعبة للغاية. الهدف هو معالجة التفردات الموجودة في مناورة دائرية عمودية. يتم حل تفردات النمذجة عن طريق كتابة معادلات حركة المروحية الرباعية في شكل رباعي. يتم حل التفردات الفيزيائية بسبب ضعف التشغيل باستخدام عنصر تحكم قائم على الطاقة. يتم استخدام التحكم القائم على الطاقة للتغلب على عدم إمكانية التحكم في المروحية الرباعية في التكوينات الفردية المادية، على سبيل المثال، عند قيادة المروحية الرباعية لاكتساب الارتفاع أثناء الانحدار عند90درجة مئوية. يتم تنفيذ ثلاث استراتيجيات حلقية (دائرية، شبيهة بالقماش، ودفعة ثابتة مطورة حديثًا) على نموذج غير خطي للمروحية الرباعية. تتم مناقشة استراتيجيات الحلقات الثلاث جنبًا إلى جنب مع مزاياها وقيودها.Translated Description (French)
Les manœuvres agressives automatiques avec des quadricoptères sont considérées comme un problème de contrôle très difficile. L'objectif est de s'attaquer aux singularités qui existent dans une manœuvre de boucle verticale. Les singularités de modélisation sont résolues en écrivant les équations de mouvement du quadcoptère sous forme de quaternions. Les singularités physiques dues à une sous-activation sont résolues à l'aide d'un contrôle basé sur l'énergie. Le contrôle basé sur l'énergie est utilisé pour surmonter l'incontrôlabilité du quadricoptère dans des configurations physiques singulières, par exemple, lors de la commande du quadricoptère pour gagner de l'altitude alors qu'il est en tangage à90°. Trois stratégies de bouclage (circulaire, clothoïdale et poussée constante nouvellement développée) sont mises en œuvre sur un modèle non linéaire du quadcoptère. Les trois stratégies de bouclage sont discutées ainsi que leurs avantages et leurs limites.Translated Description (Spanish)
Las maniobras agresivas automáticas con cuadricópteros se consideran un problema de control altamente desafiante. El objetivo es abordar las singularidades que existen en una maniobra de bucle vertical. Las singularidades de modelado se resuelven escribiendo las ecuaciones de movimiento del cuadricóptero en forma de cuaternión. Las singularidades físicas debidas a la subactuación se resuelven mediante el uso de un control basado en la energía. El control basado en la energía se utiliza para superar la incontrolabilidad del cuadricóptero en configuraciones físicas singulares, por ejemplo, cuando se ordena al cuadricóptero que gane altitud mientras se inclina a90°. Se implementan tres estrategias de bucle (circular, clotoidal y empuje constante recientemente desarrollado) en un modelo no lineal del cuadricóptero. Las tres estrategias de bucle se discuten junto con sus ventajas y limitaciones.Files
7324540.pdf.pdf
Files
(16.2 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:38ff3e11415e0b7b0bd29320fa810334
|
16.2 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- مناورات عدوانية رباعية المروحيات على طول التكوينات المفردة: نهج قائم على الطاقة الرباعية
- Translated title (French)
- Manœuvres agressives de quadcoptère le long de configurations singulières : une approche basée sur l'énergie et le quaternion
- Translated title (Spanish)
- Maniobras agresivas de cuadricóptero a lo largo de configuraciones singulares: un enfoque basado en energía-cuaternión
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2292752006
- DOI
- 10.1155/2016/7324540
References
- https://openalex.org/W2042857713
- https://openalex.org/W2055136534
- https://openalex.org/W2134491302
- https://openalex.org/W2142424817