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Enregistrement W4242480301 · doi:10.32920/ryerson.14637360.v1

Estimation and control of a manipulating unmanned aerial vehicle

2021· preprint· en· W4242480301 sur OpenAlexafffund
Hossein Bonyan Khamseh

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typepreprint
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueAdaptive Control of Nonlinear Systems
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of Canada
Mots-clésKalman filterControl theory (sociology)Linear-quadratic regulatorNoise (video)Control engineeringComputer scienceRange (aeronautics)Extended Kalman filterProcess (computing)Nonlinear systemEngineeringControl (management)Artificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A Manipulating Unmanned Aerial Vehicle (MUAV) is an aerial platform equipped with a mechanism to physically interact with its environment. The interaction is realized by means of robotic arm(s), vehicle body or suspension cable(s) and enables a wide range of novel applications including perching, grasping, pick–and–place, load transportation, etc. However, this is a challenging task as MUAVs are inherently unstable platforms with highly nonlinear and coupled dynamics, often associated with moving parts that result in complex modelling, estimation and control problems. This thesis deals with the problem of estimation and control of MUAVs. First, a comprehensive literature survey covering various aspects of MUAVs such as those related to modelling, estimation and control is presented. In the first approach for MUAV state estimation and control, effects of robotic manipulator on Unmanned Aerial Vehicle (UAV) dynamic equations of motion is treated by adding process noise with unknown noise statistics to conventional UAV dynamic model. With that in mind, state estimating and control of a UAV by means of conventional Kalman filters and their adaptive counterparts are formulated. Having designed Linear Quadratic Regulator (LQR) laws, it is shown that adaptive Kalman filters provide accurate satisfactory estimation and overall control of a UAV, even with simultaneous uncertain process and measurement noise statistics. Next, in order to improve the estimation and overall control performance of the previous approach, full nonlinear and coupled dynamic modelling of a MUAV based on Euler–Lagrange formulation is presented. Then, a General Unscented Kalman Filter (GUKF) is proposed to accomplish full state estimation of a MUAV, along with LQR control laws. Finally, in order to improve the execution time of GUKF, a computationally–efficient UKF known as Scaled Spherical UKF (SSUKF) with estimation and overall control performance comparable to GUKF is formulated. It is shown that both UKF–based algorithms result in satisfactory estimation and setpoint/trajectory tracking of quadcopter UAV and its robotic manipulator, even in scenarios with increased noise level and a period of total outage of sensory data.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,458
Score d'incertitude au seuil0,728

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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.

Tête enseignante Opus0,016
Tête enseignante GPT0,230
Écart entre enseignants0,214 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2021
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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