Path Following Control of Multiple Quadrotors Carrying A Rigid-body Slung Payload
Notice bibliographique
Résumé
Novel robust path-following flight controllers for quadrotors carrying a tethered payload are extensively studied from the perspective of dynamic modelling, control design, and experimental verification. By using multiple quadrotors to cooperatively carry a payload, their payload capacities can be significantly boosted. The number of vehicles can be adjusted according to the weight of the payload, resulting in a flexible and efficient use of drone resources. The presented model development starts from a single quadrotor with a point-mass payload to multiple quadrotors with a rigid-body payload. The payload is towed by quadrotors with cables. The systems are decomposed into the payload subsystem and the quadrotor attitude subsystem by assuming the cable is tethered at the center of mass of each quadrotor. The controller designs are then developed for a single quadrotor with a point-mass payload, followed by controller of multiple quadrotors with a rigid-body payload. Both controllers resemble a cascade form in structure. The outer loop offers a robust path-following controller that stabilizes the payload subsystem by assuming the lift vector of each quadrotor can point instantaneously to a given direction. An uncertainty and disturbance estimator is designed to estimate and eliminate the lumped disturbances caused by exogenous wind and parameter imperfection. The inner loop, on the other hand, is an attitude tracker implemented on each quadrotor to follow a reference attitude generated by the outer-loop controller. The overall stability of the complete system is proven using the Lyapunov method and the Reduction Theorem. Aside from the analytical control law, a model predictive controller (MPC) method is also studied and implemented on quadrotor for cooperative slung payload delivery. The MPC method utilizes the equivalent damping force from the previous controller as the baseline stabilizing inner loop. The linearized closed-loop model is then calculated. Finally, the optimum controller is calculated after a prediction horizon and a cost function are defined. The MPC scheme achieves better performance and requires less parameter tuning. Extensive simulations and experiments show that the controller designs are capable of stabilizing the payload under model imperfection and exogenous disturbances simultaneously.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».