基于Lyapunov的切换方案：用于飞行中选择稳定闭环固定姿态误差四元数
机器人学
2024-10-22 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
我们提出了一种切换方案，利用姿态误差四元数(AEQ)和角速度误差，用于控制无人机(UAV)在飞行期间的旋转自由度。在该方法中，控制器持续选择在两种能量基Lyapunov函数计算得到的闭环(CL)平衡AEQ中成本最小者。为了分析和强制CL切换动力学的稳定性，我们使用基本的非线性理论。该研究问题的相关性在于，CL平衡AEQ的选择直接决定受控UAV在飞行期间的功率和能源要求。为测试和展示该方法的实现、适用性、功能和性能，我们 presented 使用质量为31克的四旋翼机进行飞行测试，该四旋翼机被控制执行高速偏航机动。这些飞行测试表明，所提出的切换控制器相对于常用基准控制器，分别可将控制 effort 和旋转功率降低最高可达49.75%和28.14%。
引用
@article{arxiv.2410.12054,
title = {A Lyapunov-Based Switching Scheme for Selecting the Stable Closed-Loop Fixed Attitude-Error Quaternion During Flight},
author = {Francisco M. F. R. Goncalves and Ryan M. Bena and Konstantin I. Matveev and Nestor O. Perez-Arancibia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.12054},
year = {2024}
}
备注
8 pages, 5 figures, 2024 7th Iberian Robotics Conference (ROBOT)