基于四旋翼与被动铰链的过驱动无人机平台容错控制
机器人学
2023-06-16 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
螺旋桨故障是多旋翼无人机（UAVs）坠毁的主因。常规多旋翼系统因欠驱动难以应对该问题，而过驱动平台借助恰当的容错控制（FTC）可继续飞行。本文提出一种鲁棒 FTC 控制器，用于由安装于被动关节上的四旋翼构成的过驱动无人机平台，其在高层飞行器控制与低层四旋翼矢量推力控制上均提供输入冗余。为在螺旋桨故障时最大化输入冗余收益，所提 FTC 控制器具分层控制架构，含三个关键部分：（i）防止螺旋桨级推力饱和的低层调整策略；（ii）缓解引入扰动的补偿回路；（iii）避免四旋翼级推力饱和的基于零空间的控制分配框架。通过在低层与高层控制回路中重分配执行器输入，低层四旋翼控制在多达两个螺旋桨失效时仍可维持，确保整体平台稳定且不坠毁。所提控制器的优越性能通过仿真与真实实验得到充分验证。
引用
@article{arxiv.2304.11837,
title = {Fault-tolerant Control of an Over-actuated UAV Platform Built on Quadcopters and Passive Hinges},
author = {Yao Su and Pengkang Yu and Matthew J. Gerber and Lecheng Ruan and Tsu-Chin Tsao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.11837},
year = {2023}
}