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L1Quad:具有性能保证的敏捷四旋翼几何控制的 L1 自适应增强

系统与控制 2024-12-23 v2 机器人学 系统与控制

摘要

在存在不完美模型知识和外部扰动的情况下仍能可预测运行的四旋翼,在安全关键应用中至关重要。我们提出 L1Quad,一种在特殊欧几里得群 SE(3) 上确保四旋翼不确定动力学一致有界瞬态响应的控制架构。通过利用几何控制器和 L1 自适应控制器,L1Quad 架构为在平移和旋转动力学上均存在非线性(依赖于时间和状态)不确定性的情况下,四旋翼跟踪控制器的设计与分析提供了一个有理论依据的框架。此外,我们通过针对各类轨迹下十一种不确定性的大量实验验证了 L1Quad 架构的性能。结果表明,尽管存在不确定性和扰动,L1Quad 仍能实现持续较小的跟踪误差,并显著优于现有的最先进(SOTA)控制器。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.07208,
  title  = {$\mathcal{L}_1$Quad: $\mathcal{L}_1$ Adaptive Augmentation of Geometric Control for Agile Quadrotors with Performance Guarantees},
  author = {Zhuohuan Wu and Sheng Cheng and Pan Zhao and Aditya Gahlawat and Kasey A. Ackerman and Arun Lakshmanan and Chengyu Yang and Jiahao Yu and Naira Hovakimyan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.07208},
  year   = {2024}
}

备注

The first two authors contributed equally to this work