Adaptive Backstepping and Non-Singular Sliding Mode Control for Quadrotor UAVs with Unknown Time-Varying Uncertainties
Notice bibliographique
Résumé
This paper presents a novel quaternion-based non-singular control system for underactuated vertical-take-off and landing (VTOL) Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). Position and attitude tracking is challenging regarding singularity and accuracy. Quaternion-based Adaptive Backstepping Control (QABC) is developed to tackle the underactuated issues of UAV control systems in a cascaded way. Leveraging the virtual control (auxiliary control) developed in the QABC, desired attitude components and required thrust are produced. Afterwards, we propose Quaternion-based Sliding Mode Control (QASMC) to enhance the stability and mitigate chattering issues. The sliding surface is modified to avoid singularity compared to conventional SMC. To improve the robustness of controllers, the control parameters are updated using adaptation laws. Furthermore, the asymptotic stability of translational and rotational dynamics is guaranteed by utilizing Lyapunov stability and Barbalet Lemma. Finally, the comprehensive comparison results are provided to verify the effectiveness of the proposed controllers in the presence of unknown time-varying parameter uncertainties and significant initial errors.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 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 tête enseignante, 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 ».